CN103116209B - 一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，包括以下步骤：在干涉仪上装配标准平面镜，调节单模双平面反射镜自准直；将多光轴成像仪的光机结构倒置放入干涉仪和单模双平面反射镜之间；调节多光轴成像仪的安装基面垂直于干涉仪的光轴；将干涉仪上装配标准球面镜，调节第一通道光机系统在安装基面上的位置及倾斜角度，使第一通道光机系统与标准球面镜系统共焦；调节第二通道光机系统在安装基面上的位置及倾斜角度，使第二通道光机系统与标准球面镜系统共焦。本发明的方法不需要任何专用装置，且能实现多光轴平行性和系统波像差的同时调校，有效提高了调校精度和效率。

Description

一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法

技术领域

本发明属于多光轴成像仪装调技术领域，具体涉及一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法。

背景技术

光轴平行性是保证多光轴系统各通道观测相同目标的关键指标，对各通道目标信息比对及反演的精度至关重要。因此多光轴平行性一直都是多光轴光机系统装调及检测的一个重点和难点。目前常用的办法有投影靶法、五棱镜法、分光路投射法、大口径平行光管法等。但这些方法存在着需要专用设备—通用性差，依赖人眼判断—受主观因素影响大，严重限制了多光轴平行性调校的效率和精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提出一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，包括以下步骤：

步骤i：在干涉仪上装配标准平面镜，调节单模双平面反射镜自准直；

步骤ii：将多光轴成像仪的光机结构倒置放入干涉仪和单模双平面反射镜之间；调节多光轴成像仪的安装基面垂直于干涉仪的光轴；

步骤iii：将干涉仪上装配标准球面镜，调节第一通道光机系统在安装基面上的位置及倾斜角度，使第一通道光机系统与标准球面镜系统共焦；

步骤iv：调节第二通道光机系统在安装基面上的位置及倾斜角度，使第二通道光机系统与标准球面镜系统共焦。

在上述技术方案中，

步骤iii还进一步包括：通过调校第一通道光机系统与安装基面，调校第一通道光机系统的系统波像差；

步骤iv还进一步包括：通过调校第二通道光机系统与安装基面，调校第二通道光机系统的系统波像差。

在上述技术方案中，步骤ii中，调节多光轴成像仪的安装基面垂直于干涉仪的光轴是通过：

在安装基面设置的表征安装基面坐标的精测棱镜；

利用经纬仪将干涉仪的光轴传递到精测棱镜上。

在上述技术方案中，在步骤iii中和步骤iv中，系统波像差的调校过程中，用经纬仪实时监测并通过精测棱镜的反射像，及时纠正系统位置偏差，保证安装基面垂直于干涉仪的光轴。

在上述技术方案中，标准球面镜的相对孔径大于仪器各通道的相对孔径。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，利用干涉仪和经纬仪保证多光轴成像仪安装基面垂直于干涉仪光轴的前提下，根据干涉仪测波像差原理，将各通道光轴逐次调校到与干涉仪同光轴。从而在保证各光学系统成像质量的同时，实现了多光轴成像仪光轴平行性的调校，且各光轴垂直于安装基面。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，无需专用装置且可以实现多光轴成像仪的多光轴平行性调校。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法不仅适用性强，调校精度高，且能实现多光轴平行性和系统波像差的同时调校。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明中将干涉仪光轴传递给经纬仪的原理图。

图2是本发明中调校各通道光轴到与干涉仪同光轴的原理图。

图中的附图标记表示为：

1-干涉仪；2-经纬仪；3-标准平面镜；4-单模双平面反射镜；5-标准球面镜；6-精测棱镜；7-安装基面；8-第一通道光机系统；9-第二通道光机系统。

具体实施方式

本发明的发明思想为：

利用干涉仪和经纬仪保证多光轴成像仪安装基面垂直于干涉仪光轴的前提下，根据干涉仪测波像差原理，将各通道光轴逐次调校到与干涉仪同光轴。从而在保证各光学系统成像质量的同时，实现了多光轴成像仪光轴平行性的调校，且各光轴垂直于安装基面。

在各通道光轴平行性调校中，利用干涉仪测波像差原理，即干涉仪的标准球面镜发出球面波经与干涉仪共焦的各通道光学系统后变成平面波，平面波经垂直于干涉仪光轴的平面反射镜的反射沿原路返回，与标准球面镜反射光波形成干涉，调校各通道光机结构与安装基面的微调机构，直至各通道的系统波像差满足要求。从而保证了各通道的光轴依次与干涉仪同轴，实现了各通道光轴平行性的调校；为了保证各通道光轴垂直于安装基面，其特征是在安装基面上设置精测棱镜，以表征安装基面坐标，利用经纬仪将干涉仪光轴传递到精测棱镜上。在各通道波像差调校过程中，用经纬仪实时监测并通过精测棱镜的反射像及时纠正系统位置偏差，保证安装基面垂直于各通道光轴和干涉仪的光轴；在保证各通道光轴平行性的同时，通过调节光机系统校正各通道的波像差，使各通道光轴平行性及各通道波像差同时满足指标要求。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，只需装校过程中通用的干涉仪，经纬仪等，不需要任何专用装置。在调校过程中使用干涉仪和经纬仪有效提高了各通道光轴平行性的精度，并保证了各通道光轴垂直于安装基面。且能实现多光轴平行性和系统波像差的同时调校。有效提高了仪器调校的精度和效率。

以下结合附图对本发明的具体实施作进一步详细描述。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法的具体实施方式中，，干涉仪1为ZYGO干涉仪，经纬仪2为Leica经纬仪。

如图1和2所示，本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法具体实施需要以下四个步骤：

一、调节干涉仪1的标准镜头调节旋钮，使标准平面镜3反射像自准。利用干涉仪测平面面型的方法，即干涉仪1和标准平面镜3发出标准平面波经单模双平面反射镜4反射沿原路返回，与标准平面镜3的反射光波形成干涉。其中单模双平面反射镜4的双面反射平行度小于2″且面型精度优于λ/20632.8nm。通过调整后置单模双平面反射镜4的方位和俯仰，使干涉图中的倾斜量满足要求。保证了后置单模双平面反射镜4垂直于干涉仪1的光轴，固定单模双平面反射镜4。并利用经纬仪2监测单模双平面反射镜4反射的十字叉丝像。

二、将多光轴成像仪的光机结构倒置放入干涉仪1和后置单模双平面反射镜4之间。通过调整安装基面7的位置及在方位和俯仰上的倾斜，使得表征安装基面坐标的精测棱镜6和单模双平面反射镜4在经纬仪2反射像完全重合。在多光轴平行性调校中，始终保证这两个反射像完全重合。进而保证了多光轴成像仪安装基面7垂直于干涉仪光轴。

三、将干涉仪1的标准平面镜3换成标准球面镜5，并如步骤一将标准球面镜5自准。为了覆盖全口径，标准球面镜5的相对孔径大于仪器各通道的相对孔径。

装调仪器的第一通道光机系统8，用经纬仪2监测并纠正精测棱镜6的反射像及时纠正系统位置偏差，调节第一通道光机系统8的的位置及倾斜角度，使其与干涉仪1上的标准球面镜5系统共焦。利用干涉仪测波像差原理，即干涉仪1和标准球面镜5发出球面波经通道光学系统后变成平面波，经垂直于干涉仪光轴的单模双平面反射镜4反射沿原路返回，与标准球面镜5反射光形成干涉，通过调校通道光机系统与安装基面的微调机构，调校系统波像差，直至各通道的系统波像差满足要求。此时保证了第一通道光机系统8的光轴与干涉仪同轴，垂直于安装基面7。

四、同步骤三，用经纬仪2监测并纠正精测棱镜6的反射像及时纠正系统位置偏差，调校第二通道光机系统9的波像差直至满足要求，保证了其他通道的光轴与干涉仪1同轴，且垂直于安装基面7。

通过以上四步即完成多光轴成像仪的各通道光轴平行性和系统波像差的调校。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法中，第一通道光机系统8和第二通道光机系统9分别为一个成像系统，但是该成像系统中没有设置检测装置，例如可以是用来观测地球表面图像并成像的系统。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法中，所使用到的透镜组为标准球面镜5。平行光波入射到标准球面镜5，当光线到达最后一个球面时，光线是垂直于最后一个球面的。由于垂直入射，所以部分光波原路返回，形成标准球面光波。部分光波透过标准球面，与被检系统作用，形成被检球面光波，与标准球面光波进行干涉。

在其他的具体实施方式中，通道光机系统的数量也可以是3个或者更多，只需依据本发明提供的调校方法依次调校即可，不再赘述。

本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，无需专用装置且可以实现多光轴成像仪的多光轴平行性调校。本发明的多光轴成像仪的光轴平行性调校方法不仅适用性强，调校精度高，且能实现多光轴平行性和系统波像差的同时调校。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种多光轴成像仪的光轴平行性调校方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤i：在干涉仪(1)上装配标准平面镜(3)，调节干涉仪(1)的标准镜头调节旋钮，使标准平面镜(3)反射像自准；利用干涉仪测平面面型的方法，即干涉仪(1)和标准平面镜(3)发出标准平面波经单模双平面反射镜(4)反射沿原路返回，与标准平面镜(3)的反射光波形成干涉调节，使单模双平面反射镜(4)自准直；所述单模双平面反射镜(4)的双面反射平行度小于2″且面型精度优于632.8/20nm；通过调整后置单模双平面反射镜(4)的方位和俯仰，保证了后置单模双平面反射镜(4)垂直于干涉仪(1)的光轴，固定单模双平面反射镜(4)，并利用经纬仪(2)监测单模双平面反射镜(4)反射的十字叉丝像；

步骤ii：将多光轴成像仪的光机结构倒置放入干涉仪(1)和单模双平面反射镜(4)之间；通过调整安装基面(7)的位置及在方位和俯仰上的倾斜，使得表征安装基面坐标的精测棱镜(6)和单模双平面反射镜(4)在经纬仪(2)反射像完全重合；在多光轴平行性调校中，始终保证这两个反射像完全重合，使得多光轴成像仪安装基面(7)垂直于干涉仪(1)的光轴；

步骤iii：将干涉仪(1)上装配的标准平面镜(3)换成标准球面镜(5)，装调仪器的第一通道光机系统(8)，用经纬仪(2)监测并纠正精测棱镜(6)的反射像以及时纠正系统位置偏差，调节第一通道光机系统(8)在安装基面(7)上的位置及倾斜角度，使第一通道光机系统(8)与标准球面镜(5)系统共焦；利用干涉仪测波像差原理，即干涉仪(1)和标准球面镜(5)发出球面波经通道光学系统后变成平面波，经垂直于干涉仪光轴的单模双平面反射镜(4)反射沿原路返回，与标准球面镜(5)反射光形成干涉，通过调校第一通道光机系统(8)与安装基面(7)的微调机构，调校系统波像差，直至第一通道光机系统(8)的光轴与干涉仪(1)同轴，垂直于安装基面(7)；

步骤iv：参照步骤iii调节第二通道光机系统(9)在安装基面(7)上的位置及倾斜角度，使第二通道光机系统(9)与标准球面镜(5)系统共焦：用经纬仪(2)监测并纠正精测棱镜(6)的反射像及时纠正系统位置偏差，调校第二通道光机系统(9)的波像差，直至第二通道光机系统(9)的光轴与干涉仪(1)同轴，且垂直于安装基面(7)。

2.根据权利要求1所述的调校方法，其特征在于，标准球面镜(5)的相对孔径大于仪器各通道的相对孔径。