CN105021137B - 一种快速转镜动态面形的测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种快速转镜动态面形的测试系统，包括系统控制器、闪烁光源、准直光管、分束镜、快速转镜、测试球面镜、参考球面镜、观察屏和CCD相机系统；闪烁光源经准直光管扩束后出射平行光，由分束镜分成两束光，透过的一路照射到快速转镜的镜面上，由快速转镜反射到测试球面镜；测试球面镜的反射光束按原光束的光轴原路返回一束准球面波；准球面波经快速转镜按准直光束的光轴反向传输，经分束镜投射到观察屏上；反射的一路直接照射到参考球面镜的镜面上；参考球面镜反射的准球面波通过分束镜也投射到观察屏上，两束准球面波相互重叠并产生干涉图案，观察屏后的CCD相机实时记录干涉图案，通过干涉图案得到快速转镜动态时的型面。

Description

一种快速转镜动态面形的测试系统
技术领域
本发明涉及激光通信、光束快速指向领域，特别涉及一种快速转镜动态面形的测试系统。
背景技术
使用激光干涉的方法测量镜面的静态面形光学测试界已非常普遍和成熟，其基本原理为使用一束激光照射在被测镜面上，经反射光或透射光后此光带有被测镜面的信息，这束光需要与一束标准波面的光进行比对，得到被测镜面的面形。测试的要点是带信息的光束与标准光束进行比对，因此两束光的有效部分要能保持重叠，在测试阶段若不能实现两光的重叠，则无法进行测试。快速转镜动态测试是需要在转镜转动的情况下进行测试。因此快速转镜面形的测试需要解决以下两个主要问题：1)快速转镜转动时，测试光束与参考光束要重叠；2)快速转镜转动时，可对转镜转动到不同位置的情况进行测试。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种快速转镜动态面形的测试方法，该系统可对快速转镜运动时的面形进行测试。
本发明的技术方案是：一种快速转镜动态面形的测试系统，包括系统控制器、闪烁光源、准直光管、分束镜、快速转镜、测试球面镜、参考球面镜、观察屏和CCD相机系统；闪烁光源经准直光管扩束后出射平行光，由分束镜分成两束光，透过的一路照射到快速转镜的镜面上，由快速转镜反射到测试球面镜；所述的快速转镜位于测试球面镜的球心处；测试球面镜的反射光束按原光束的光轴原路返回一束准球面波，其焦点在光轴上，距离快速转镜中心点r/2，其中r为测试球面镜的曲率半径；准球面波经快速转镜按准直光束的光轴反向传输，经分束镜投射到观察屏上；反射的一路直接照射到参考球面镜的镜面上；参考球面镜与测试球面镜的曲率半径相同，并且分束镜到参考球面镜和测试球面镜的光程相等；参考球面镜反射的准球面波通过分束镜也投射到观察屏上，两束准球面波相互重叠并产生干涉图案，观察屏后的CCD相机实时记录干涉图案，通过干涉图案得到快速转镜动态时的型面；所述的系统控制器采用锁相技术将闪烁光源、快速转镜和CCD相机三者进行同步，使CCD相机对快速转镜运动时的不同位置的干涉图进行记录。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
本发明可用于快速转镜等运动光学部件由于运动引起的面形变化的动态测试，采用高精度的球面反射镜，利用通过球心的光束将按原光路返回的特点，使用两点半径相同的球面反射镜产生干涉波面，消除快速转镜转动时测试光束角度变化的问题。
附图说明
图1为本发明系统框图。
具体实施方式
如图1所示，给出了本发明的一个简单框图，系统包括：系统控制器、闪烁光源、连接光纤、准直光管、分束镜、测试球面镜(球面镜1)、参考球面镜(球面镜2)、观察屏和CCD相机系统。
闪烁光源经准直光管扩束后变为平行光，(光束直径要覆盖快速转镜在光路中的口径)，由分束镜分成两束光，透过的一路照射到快速转镜的镜面上，由快速转镜反射到测试球面镜(球面镜1)，快速转镜位于测试球面镜的球心处，球面镜1的反射光束按原光束的光轴原路返回一束准球面波，其焦点在光轴上，距离快速转镜中心点r/2(r是球面镜1的曲率半径)，准球面波经快速转镜按准直光束的光轴反向传输，经分束镜投射到观察屏上；反射的一路直接照射到参考球面镜(球面镜2)，球面镜2与球面镜1的曲率半径相同，并且分束镜到球面镜2和球面镜1的光程相等，球面镜2反射的准球面波通过分束镜也投射到观察屏上，两束准球面波相互重叠并产生干涉图案，观察屏后的CCD相机系统实时记录干涉图案，通过干涉图案可得到快速转镜动态时的型面情况。
为实现对快速转镜不同位置面形的动态测试，闪烁光源可使用高能量脉冲激光器。激光选择脉宽窄如5～7ns，能量大如毫瓦量级，重复频率10Hz左右。
系统控制器使用锁相技术将闪烁光源的输出、快速转镜的转动位置和CCD相机的成像时间进行同步，以达到对不同位置动态面形的测试。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种快速转镜动态面形的测试系统，其特征在于：包括系统控制器、闪烁光源、准直光管、分束镜、快速转镜、测试球面镜、参考球面镜、观察屏和CCD相机系统；闪烁光源经准直光管扩束后出射平行光，由分束镜分成两束光，透过的一路照射到快速转镜的镜面上，由快速转镜反射到测试球面镜；所述的快速转镜位于测试球面镜的球心处；测试球面镜的反射光束按原光束的光轴原路返回一束准球面波，其焦点在光轴上，距离快速转镜中心点r/2，其中r为测试球面镜的曲率半径；准球面波经快速转镜按准直光束的光轴反向传输，经分束镜投射到观察屏上；反射的一路直接照射到参考球面镜的镜面上；参考球面镜与测试球面镜的曲率半径相同，并且分束镜到参考球面镜和测试球面镜的光程相等；参考球面镜反射的准球面波通过分束镜也投射到观察屏上，两束准球面波相互重叠并产生干涉图案，观察屏后的CCD相机实时记录干涉图案，通过干涉图案得到快速转镜动态时的型面；所述的系统控制器采用锁相技术将闪烁光源、快速转镜和CCD相机三者进行同步，使CCD相机对快速转镜运动时的不同位置的干涉图进行记录；所述闪烁光源使用高能量脉冲激光器。
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