本發(fā)明涉及光學(xué)元件檢測裝置，屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，大口徑離軸拋物面反射鏡在航天、天文、激光武器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，此類非球面元件除了在光學(xué)參數(shù)上有較高的要求外，隨著系統(tǒng)精度的不斷提高對其離軸量、焦距等參數(shù)的要求也越來越高。目前國內(nèi)相關(guān)報道表明，對離軸量和焦距的測量，大多數(shù)的科研和商業(yè)機構(gòu)都采用簡易的方法，針對該兩個參數(shù)的測量，相關(guān)的專用精確測量裝置還比較少，制約離軸拋物面反射鏡鏡的整體加工質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種離軸拋物面反射鏡的離軸量和焦距測量裝置

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：離軸拋物面反射鏡的離軸量和焦距測量裝置，包括底座、轉(zhuǎn)盤，弧形導(dǎo)軌、調(diào)節(jié)螺栓和支架，轉(zhuǎn)盤置于底座的一端，弧形導(dǎo)軌固定于底座的另一端，其弧線與轉(zhuǎn)盤同圓心，調(diào)節(jié)螺栓經(jīng)螺栓座與底座連接，支架兩端分別連接在轉(zhuǎn)盤和弧形導(dǎo)軌上，支架上設(shè)有互相平行的傳感器導(dǎo)軌、反射鏡導(dǎo)軌和光柵尺；傳感器導(dǎo)軌上設(shè)有二維調(diào)節(jié)架，傳感器導(dǎo)軌的轉(zhuǎn)盤一端設(shè)有限位塊，二維調(diào)節(jié)架上設(shè)有psd(位置靈敏探測器)傳感器、激光測距儀和對焦反射鏡；反射鏡導(dǎo)軌上設(shè)有一維調(diào)節(jié)架，一維調(diào)節(jié)架上設(shè)有平面反射鏡。

本發(fā)明的有益效果是，在使用激光干涉儀進行離軸拋物面反射鏡零位檢測時，檢測時可以實現(xiàn)其離軸量和焦距的精確對準和測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖(前主視圖)；

圖2是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖(后主視圖)；

圖3是本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖；

圖4是圖3的局部放大示意圖。

圖中零部件及編號：

1—底座，2—轉(zhuǎn)盤，3—弧形導(dǎo)軌，4—調(diào)節(jié)螺栓，5—支架，6—一維調(diào)節(jié)架，7—平面反射鏡，8—傳感器導(dǎo)軌，9—反射鏡導(dǎo)軌，10—光柵尺，11—二維調(diào)節(jié)架，12—psd傳感器，13—對焦反射鏡，14—激光測距儀，15—螺栓座，16—限位塊，17—平面標準鏡，18—平行光，19—被測鏡，20—干涉儀，21—球面光，22—三維調(diào)節(jié)架。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。

參見圖1—3，離軸拋物面反射鏡的離軸量和焦距測量裝置，包括底座1、轉(zhuǎn)盤2，弧形導(dǎo)軌3、調(diào)節(jié)螺栓4和支架5，轉(zhuǎn)盤2置于底座1的一端，弧形導(dǎo)軌3固定于底座1的另一端，其弧線與轉(zhuǎn)盤2同圓心，調(diào)節(jié)螺栓4經(jīng)螺栓座15與底座1連接，支架5兩端分別連接在轉(zhuǎn)盤2和弧形導(dǎo)軌3上，支架5上設(shè)有互相平行的傳感器導(dǎo)軌8、反射鏡導(dǎo)軌9和光柵尺10；傳感器導(dǎo)軌8上設(shè)有二維調(diào)節(jié)架11，傳感器導(dǎo)軌8的轉(zhuǎn)盤2一端設(shè)有限位塊16，二維調(diào)節(jié)架11上設(shè)有psd傳感器12、激光測距儀14和對焦反射鏡13；反射鏡導(dǎo)軌9上設(shè)有一維調(diào)節(jié)架6，一維調(diào)節(jié)架6上設(shè)有平面反射鏡7。

零位檢測法測量離軸拋物面的光路如圖3所示，干涉儀20發(fā)出的球面光16經(jīng)過被測鏡19反射為平行光18經(jīng)過平面標準鏡17垂直反射后原路返回形成干涉條紋實現(xiàn)檢測，三維調(diào)節(jié)架22可以x、y、z三個坐標方向直線調(diào)節(jié)，用于放置本發(fā)明裝置，球面光16的焦點到平行光18中心的垂直距離為離軸量，球面光16的焦點到被測鏡19的中心距離為焦距。

實現(xiàn)過程是：如圖2和圖3所示，支架5兩端分別連接在轉(zhuǎn)盤2和弧形導(dǎo)軌3上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓4可以驅(qū)動支架5以轉(zhuǎn)盤2為中心轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)平面反射鏡7的左右偏擺。

一維調(diào)節(jié)架6安裝在反射鏡導(dǎo)軌9上并可沿其做直線移動。一維調(diào)節(jié)架6上安裝有平面反射鏡7，調(diào)節(jié)一維調(diào)節(jié)架6可以改變平面反射鏡7的俯仰。

二維調(diào)節(jié)架11安裝在傳感器導(dǎo)軌8上，二維調(diào)節(jié)架11上安裝有對焦反射鏡13、psd傳感器12和激光測距儀14，對焦反射鏡13是一塊大于半圓的平面鏡，通過調(diào)節(jié)二維調(diào)節(jié)架11可以二維正交調(diào)整對焦反射鏡13，二維調(diào)節(jié)架11的角度可以手動大范圍旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，其旋轉(zhuǎn)中心為轉(zhuǎn)盤2的轉(zhuǎn)動中心。

如圖1所示，psd傳感器12的感光表面與對焦反射鏡13的反射表面共面，兩者中心高度一致，中心間距離為l。激光測距儀14的測量激光光線中心軸與對焦反射鏡13反射面垂直，且其中心與psd傳感器12的中心重合，二維調(diào)節(jié)架11移動到傳感器導(dǎo)軌8的左端被限位塊16限位時，psd傳感器12的中心與轉(zhuǎn)盤2旋轉(zhuǎn)中心重合。

傳感器導(dǎo)軌8，反射鏡導(dǎo)軌9，光柵尺10三者平行，光柵尺10的光柵讀數(shù)頭與二維調(diào)節(jié)架11連接，與二維調(diào)節(jié)架11同步移動，用于測量二維調(diào)節(jié)架11在傳感器導(dǎo)軌8上的位置。

如圖3所示，具體應(yīng)用時實現(xiàn)過程是：將本發(fā)明裝置放置在三維調(diào)節(jié)架22上并放置在被測光路中，調(diào)整二維調(diào)節(jié)架11被限位塊16限位，利用三維調(diào)節(jié)架22調(diào)整psd傳感器12的中心與干涉儀20球面鏡頭焦點重合(即球面鏡頭聚焦光點在psd傳感器12的x、y兩坐標讀數(shù)為零)，光柵尺10讀數(shù)清零，移動二維調(diào)節(jié)架11到光柵尺10的讀數(shù)為距離l，粗調(diào)二維調(diào)節(jié)架11沿著旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，使對焦反射鏡13與球面光21中心基本垂直，利用三維調(diào)節(jié)架22和二維調(diào)節(jié)架11調(diào)節(jié)對焦反射鏡13，使干涉儀20顯示屏幕上出現(xiàn)貓眼圖像并調(diào)整為最佳狀態(tài)，調(diào)整二維調(diào)節(jié)架11被限位塊16限位，觀察psd傳感器12兩坐標讀數(shù)是否為零，如果不為零重復(fù)上述步驟，直至二維調(diào)節(jié)架11被限位塊16限位時psd傳感器12兩坐標讀數(shù)基本為零(允許誤差范圍內(nèi))，精確確定焦點的位置。

精確確定焦點的位置后，將psd傳感器12調(diào)整到被限位塊16限位位置時，激光測距儀14被測鏡19中心重合，利用激光測距儀14測量其到被測鏡19的中心的距離，此距離與激光測距儀14到對焦反射鏡13反射表面之間的距離之和即為焦距數(shù)據(jù)。

調(diào)整一維調(diào)節(jié)架6沿著反射鏡導(dǎo)軌9移動，使其鏡面被平行光18覆蓋，調(diào)節(jié)螺栓4和一維調(diào)節(jié)架6到平面反射鏡7的反射面與平行光18垂直，使平面反射鏡7所在的部分平行光18由原路返回，在干涉儀20的監(jiān)控屏幕上對比部分返回的光路形成的干涉條紋和完整光路的干涉條紋基本一致。

將二維調(diào)節(jié)架11移動到被限位塊16限位的位置，將光柵尺10測量數(shù)據(jù)清零，記錄psd傳感器12的數(shù)據(jù)，將干涉儀20的球面鏡頭拆卸，此時干涉儀20發(fā)出的平行光束經(jīng)過被測鏡19匯聚后形成光斑，移動二維調(diào)節(jié)架11到被測鏡19匯聚后形成光斑的位置，旋轉(zhuǎn)調(diào)整二維調(diào)節(jié)架11的角度，使psd傳感器12的感光面對準匯聚后的光斑，記錄psd傳感器12的位置數(shù)據(jù)和光柵尺10的讀數(shù)，光柵尺10和psd傳感器12的兩次讀數(shù)通過計算機合成計算出被測鏡19的離軸量數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種離軸拋物面反射鏡的離軸量和焦距測量裝置，屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。它包括底座、轉(zhuǎn)盤，弧形導(dǎo)軌、調(diào)節(jié)螺栓和支架，轉(zhuǎn)盤置于底座的一端，弧形導(dǎo)軌固定于底座的另一端，其弧線與轉(zhuǎn)盤同圓心，調(diào)節(jié)螺栓經(jīng)螺栓座與底座連接，支架兩端分別連接在轉(zhuǎn)盤和弧形導(dǎo)軌上，支架上設(shè)有互相平行的傳感器導(dǎo)軌、反射鏡導(dǎo)軌和光柵尺；傳感器導(dǎo)軌上設(shè)有二維調(diào)節(jié)架，傳感器導(dǎo)軌的轉(zhuǎn)盤一端設(shè)有限位塊，二維調(diào)節(jié)架上設(shè)有PSD(位置靈敏探測器)傳感器、激光測距儀和對焦反射鏡；反射鏡導(dǎo)軌上設(shè)有一維調(diào)節(jié)架，一維調(diào)節(jié)架上設(shè)有平面反射鏡。本發(fā)明可實現(xiàn)利用激光干涉儀進行離軸拋物面反射鏡零位檢測時，離軸量和焦距的精確對準和測量。

技術(shù)研發(fā)人員：鮑振軍;朱衡;蔡紅梅;李智鋼;鄢定堯;馬平;劉杰;張賢紅;周衡
受保護的技術(shù)使用者：成都精密光學(xué)工程研究中心
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.11
技術(shù)公布日：2017.07.07