CN109253865A - 一种用于检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统。检验光学系统由激光干涉仪，补偿透镜组，待检凸抛物面反射镜，球面反射镜组成。球面反射镜的球心位于被检凸抛物面反射镜的后焦点上；激光干涉仪发出的发散光线，从被检凸抛物面反射镜的中心孔入射，经过补偿透镜组的折射，入射到球面反射镜上，从球面反射镜反射的光线，再经过被检凸抛物面反射镜的反射，沿法线方向再次入射到球面反射镜上，并自准反射，按原路返回干涉仪。本发明的优点在于：该光学系统可以实现口径600mm及以上的超大口径凸抛物面反射镜的高精度检验，系统在保证检验精度的同时，可以减小辅助面的口径以及系统的长度。
Description
技术领域
本发明涉及一种非球面检验的光学系统，具体涉及一种超大口径凸抛物面反射镜检验的光学系统。
背景技术
非球面镜具有良好的光学性质。通过在光学系统中使用非球面镜，可以在提高成像质量的同时，减小系统中的镜片数量。其中抛物面反射镜可以对无穷远处的物体完善成像。在空间探测器，大口径平行光管，激光扩束装置中有较多的应用。为了得到更好的成像效果，大口径，大相对孔径的抛物面反射镜得到了越来越多的应用。非球面检验是非球面加工的重要一环，目前非球面检验中常用的方法有零位补偿检验，Hindle检验，全息法检验等。但凸非球面检验始终是一个难题。在上述检验方法的基础上，出现了一些用于检验凸非球面反射镜的的新方法。
【先行技术文献】凸非球面无光焦度双透镜Hindle检验研究
先行技术文献中提出的方法，一定程度上解决了凸非球面检验中辅助镜面口径过大的问题，但大口径透镜的加工比大口径反射镜的加工更复杂。并且系统有残留的像差，一般需要在辅助透镜前再加上一块补偿透镜。出于上述理由，这一方法并不能满足非球面反射镜口径日益增大的需要。
发明内容
本发明中，为了消除上述的问题点，其目的在于提供一种超大口径凸抛物面反射镜的检验系统，其在保证检验精度的前提下，使用较小口径的辅助球面镜和补偿透镜。
检验系统由激光干涉仪，补偿透镜组，待检凸抛物面反射镜，球面反射镜组成。球面反射镜的球心位于抛物面反射镜的后焦点。激光干涉仪发出的发散光线，经过补偿透镜组的折射，入射到球面反射镜上。从球面反射镜反射的光线，经过待检凸抛物面反射镜的反射，沿法线方向再次入射到球面反射镜上，并自准反射，按原路返回干涉仪。
检验系统中球面反射镜的口径与待检凸抛物面口径的比值不超过2。透镜组的口径与待检凸抛物面的口径比值不超过0.1。
本发明光学系统可以实现口径600mm及以上的超大口径凸抛物面反射镜的高精度检验，待检凸抛物面反射镜反射的光线被辅助球面镜反射至补偿透镜组，在保证检验精度的前提下，减小了辅助球面的口径以及系统的长度。
附图说明
图1是本发明所述的用于超大口径凸抛物面反射镜检验的光学系统结构图；
图2是本发明所述的用于超大口径凸抛物面反射镜检验光学系统的轴向球差曲线图。
具体实施方式
以下，通过实施例与附图说明对本发明作进一步说明。
已知待检凸抛物面反射镜的口径为600mm，曲率半径为1.8m，偏心率为1。检验抛物面反射镜的光学系统，由激光干涉仪，补偿透镜组，待检凸抛物面反射镜和辅助反射镜组成。辅助反射镜的口径与待检凸抛物面反射镜的口径的比值为2，补偿透镜组与待检凸抛物面反射镜口径的比值为0.1。
为了减小辅助反射镜的口径，需要减小其与待检凸抛物面反射镜之间的距离。同时为了避免对光路的遮挡，令被抛物面反射镜反射的光路在辅助反射镜上再次反射。
将光路引出至待检凸抛物面反射镜的背面，经过补偿透镜组的光线通过待检凸抛物面反射镜上的中心孔出射。同时透镜组补偿辅助反射镜引入的像差。
对补偿透镜组的参数进行优化，其材料为K9玻璃，系统的残余球差为PV＝0.0017λ，RMS＝0.0004λ(λ＝632.8nm)。检验系统的主要参数如表1所示。
表1检验系统的主要光学参数
| 序号 | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材料 | 口径(mm) | 二次系数 |
| 1 | Infinity | 512.96 | 0.00 | 0.00 | |
| 2 | -91.52 | 7.56 | K9 | 51.30 | 0.00 |
| 3 | 130.56 | 2..42 | 54.96 | 0.00 | |
| 4 | 54.68 | 5.75 | K9 | 60.72 | 0.00 |
| 5 | 53.98 | 810.00 | 60.06 | 0.00 | |
| 6 | -1800.00 | -900.00 | MIRROR | 600.07 | 0.00 |
| 7 | -1800.00 | 900.00 | MIRROR | 600.07 | -1.00 |
| 8 | -1800.00 | -900.00 | MIRROR | 1167.78 | 0.00 |
| 9 | -1800.00 | 900.00 | MIRROR | 600.07 | -1.00 |
| 10 | -1800.00 | -810.00 | MIRROR | 600.07 | 0.00 |
| 11 | 53.98 | -5.75 | K9 | 60.06 | 0.00 |
| 12 | 54.68 | -2..42 | 60.72 | 0.00 | |
| 13 | 130.56 | -7.56 | K9 | 54.96 | 0.00 |
| 14 | -91.52 | -512.96 | 51.30 | 0.00 | |
| 15 | Infinity | 0.00 | 0.00 |
Claims (3)
1.一种用于检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统，由激光干涉仪(1)，补偿透镜组(2)，待检凸抛物面反射镜，球面反射镜(3)组成，其特征在于：
所述的球面反射镜(3)的球心位于被检凸抛物面反射镜的后焦点上；激光干涉仪(1)发出的发散光线，从被检凸抛物面反射镜的中心孔入射，经过补偿透镜组(2)的折射，入射到球面反射镜(3)上，从球面反射镜(3)反射的光线，再经过被检凸抛物面反射镜的反射，沿法线方向再次入射到球面反射镜(3)上，并自准反射，按原路返回干涉仪。
2.根据权利要求1所述的一种用于检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统，其特征在于：所述的球面反射镜(3)的口径与待检凸抛物面口径的比值不超过2。
3.根据权利要求1所述的一种用于检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统，其特征在于：所述的补偿透镜组(2)位于待检凸抛物面反射镜和球面反射镜(3)之间，透镜组(2)的口径与待检凸抛物面反射镜的口径比值不超过0.1。
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|---|---|---|---|---|
| CN109946044A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-28 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种折反透镜组检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统 |
| CN110579877A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-17 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 共轭校正检验非球面镜的光学系统及理论 |
| CN111982473A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 | 一种检测和调整球面反射镜共球心的方法和装置 |
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2018
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| CN109946044B (zh) * | 2019-03-11 | 2024-03-26 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种折反透镜组检验超大口径凸抛物面反射镜的光学系统 |
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