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基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法技术方案

技术编号:40877159 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-08 16:46
基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,包括:将天文相机通过消旋机构安装在作为被检验光学系统的天文望远镜上;布置点光源和平行光管,使得点光源发出的光经过平行光管进入天文望远镜,点光源的出光处安装星点板;通过相机拍摄天文望远镜视场内的星像;调整天文望远镜的光轴与平行光管的光轴,使两者同轴;调节中心视场离焦量,使中心视场像点合焦;根据在视场观测到的像元点列图的大小和形状,判断并调整相机和望远镜的空间位置,直至形成最佳像面。本发明专利技术不再受限于天气和夜晚的工作时段限制,规避了观测环境带来的不可控因素,大大提升了调试精度,对于多波段的星像测量可以方便地进行分波段测量,有助于精准分辨调试问题所在。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学检测,具体涉及使用标准平行光管和天文相机进行大视场主焦点光学系统检测装调的方法。


技术介绍

1、大视场主焦点望远镜是一种采用主焦光学设计的望远镜,其特点在于兼具大视场和高像质,同时具有宽波段的观测能力。这种设计原理是利用主焦点的性质,即平行于光轴的光线经过折射(或反射)后,其相交点将在光轴上。

2、传统大视场主焦点望远镜系统装调主要分为改正镜组装调和主光学系统装调,但是对于如何校准相机与主光学系统相对位置的方法却鲜有提及,传统调试方法是当望远镜在观测站台初步装配后,将望远镜对准恒星目标,用阴影仪和自准直目镜进行观测和调试,一般阴影仪的光缝宽度可做到0.01mm,光点直径一般可做到0.03mm,观测精度在λ/2(λ=632.8nm,以下同)到λ/5之间,精度不能满足现代高分辨望远镜的要求。

3、古典法调试具有以下多个缺点:1、受观测条件限制,只有在晴朗无风雨,无雪雾的天气才能观测调试;2、如果观测范围有云团或不可控的大气湍流会使观测结果受到极大影响;3、室外观测调试环境极端艰苦,尤其是天文观测要忍耐极寒条件,会使装调试工作陷入极大困难;4、必须是夜晚调试,受时间限制严重;5、观测精度不高;6、需要在观测台站才能调试和检测,一旦发现无法调好,就需要望远镜返厂,存在极大的技术风险。


技术实现思路

1、本专利技术针对现有技术中的不足,提供一种基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法

2、为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案

3、基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于,包括:

4、将天文相机通过消旋机构安装在作为被检验光学系统的天文望远镜上;布置点光源和平行光管,使得点光源发出的光经过平行光管进入天文望远镜,点光源的出光处安装星点板;通过相机拍摄天文望远镜视场内的星像;

5、调整天文望远镜的光轴与平行光管的光轴,使两者同轴;调节中心视场离焦量,使中心视场像点合焦;根据在视场观测到的像元点列图的大小和形状,判断并调整相机和望远镜的空间位置,直至形成最佳像面。

6、为优化上述技术方案,采取的具体措施还包括:

7、进一步地,所述点光源为积分球光源。

8、进一步地,所述平行光管的口径大于天文望远镜的通光口径。

9、进一步地,所述平行光管的口径比望远镜通光口径大10cm以上,以便于操作。

10、进一步地,所述平行光管的出光方向指向天文望远镜中心。

11、进一步地,所述调整天文望远镜的光轴与平行光管的光轴,使两者同轴,具体为:

12、旋转消旋机构,当消旋机构分别旋转0°、90°、180°和270°四个角度位置时,观测星点在天文相机上成像的位置;将四点做连线,调整天文望远镜指向,将星点向四点连线的中心移动;重复以上操作,直至消旋机构的转动不会引起星点的转动。

13、进一步地,所述调节中心视场离焦量,使中心视场像点合焦,具体为:

14、转动天文望远镜的高度和方位轴,把星点移到天文相机中心,观察视场中星点的大小和形状,调焦,沿光轴调整相机的前后位置,直至星点最小,完成调焦。

15、进一步地,所述根据在视场观测到的像元点列图的大小和形状,判断并调整相机和望远镜的空间位置,具体为:

16、s1:通过平行光管出射的星点像经过天文望远镜成像以后,将系统焦面拟合成曲面,将相机焦面拟合成平面,在系统焦面和相机焦面相交的正视图上,找出9个典型位置作为参考点,分别是4个斜向轴外点、4个正交轴外点和1个轴上像点;

17、s2:找出天文相机调整工装所对应的3个参考点,参照像元点列图,根据这3个参考点在焦前焦后的变化情况,调整天文相机的倾斜和方位,使得每个参考点分别合焦;

18、s3:每次从9个典型位置里选取等分角度的3个参考点进行观察,验证这3个参考点是否合焦,如不合焦,则重复s2的步骤,调整使其合焦;观察到边缘视场所有像点均合焦时,则完成焦面调试;

19、s4:在光轴上调整天文相机的焦面,使光轴上的星点最小,完成调试。

20、本专利技术的有益效果是:

21、1、本专利技术可进行全天候全时段的装调工作,不再受限于天气和夜晚的工作时段限制,大大缩短装调周期;

22、2、本专利技术在实验室环境,规避了观测环境带来的气流,大气团积等不可控因素,大大提升了调试精度;

23、3、本专利技术对于多波段的星像测量可以调节积分球光谱方便的进行分波段测量,有助于精准分辨调试问题所在;

24、4、本专利技术的观测精度大幅提升,可做到波前面型λ/15,全视场80%能量集中于要求的直径范围内。

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【技术保护点】

1.基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述点光源为积分球光源。

3.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述平行光管的口径大于天文望远镜的通光口径。

4.如权利要求3所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述平行光管的口径比望远镜口径大10cm以上。

5.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述平行光管的出光方向指向天文望远镜中心。

6.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述调整天文望远镜的光轴与平行光管的光轴,使两者同轴,具体为:

7.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述调节中心视场离焦量,使中心视场像点合焦,具体为:

8.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述根据在视场观测到的像元点列图的大小和形状,判断并调整相机和望远镜的空间位置,具体为:

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【技术特征摘要】

1.基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述点光源为积分球光源。

3.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述平行光管的口径大于天文望远镜的通光口径。

4.如权利要求3所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调方法,其特征在于:所述平行光管的口径比望远镜口径大10cm以上。

5.如权利要求1所述的基于平行光管的大视场主焦点光学系统检测装调...

【专利技术属性】
技术研发人员:平一鼎吴天成雷成明董云芬
申请(专利权)人:中国科学院紫金山天文台
类型:发明
国别省市:

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