CN110716321A - 一种离轴两反系统装调方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离轴两反系统装调方法，利用主镜和次镜母镜光轴同轴的特点，使用内调焦望远镜和光电自准直仪建立系装调基准，首先调整主镜，使主镜背面基准平面对第一光电自准直仪自准，且其最佳拟合球面与第一内调焦望远镜自准，即完成主镜的调整；然后调整次镜，使次背面基准平面对第二光电自准直仪自准，且其最佳拟合球面与第二内调焦望远镜自准，即完成次镜装调，实现离轴两反系统的快速、便捷和高精度装调，解决了离轴两反系统装调过程只能依靠人工经验，装调盲目性大、周期长的难题，具有较高的工程实用价值。

Description

一种离轴两反系统装调方法
技术领域
本发明涉及一种离轴两反系统装调方法，属于光学工程领域。
背景技术
离轴两反系统由于其结构简单、无孔径遮拦等优点，被广泛应用在各类领域，由于离轴两反系统中的主、次镜均为离轴镜，其光轴与机械轴不同轴，无法采用常规的定心装调方法。目前主要采用干涉测量方法，根据激光干涉仪的测量结果，根据人工经验进行装调，盲目性较大，装调效率低。
发明内容
要解决的技术问题
为了解决现有离轴两反系统装配流程复杂，对人工经验依赖性强，装调盲目性大等问题，本发明提供了一种离轴两反系统装配方法。
技术方案
一种离轴两反系统装调方法，所述的离轴两反系统包括主镜和次镜，主镜的母镜光轴和次镜的母镜光轴同轴，主镜和次镜的背面在加工时预留有基准平面，该平面分别与主镜和次镜的光轴垂直；其特征在于步骤如下：
步骤1：根据主镜和次镜的曲率半径、非球面系数、口径参数，计算其最佳拟合球面的曲率半径；
步骤2：根据主镜和次镜的最佳拟合球面的曲率半径，以及主次镜之间的空气间隔，计算主镜和次镜最佳拟合球面球心的距离L；
步骤3：在光学平台上放置第一光电自准直仪和第二光电自准直仪，使第一光电自准直仪的通光口径可以覆盖主镜的基准平面，使第二光电自准直仪的通光口径可以覆盖次镜的基准平面，放置第一内调焦望远镜和第二内调焦望远镜，调整两者姿态使其光轴同轴；
步骤4：放置平行平板玻璃，将第一内调焦望远镜和第二内调焦望远镜的焦距调整到无穷远状态，调整平行平板玻璃的姿态，使第一内调焦望远镜和第二内调焦望远镜对平行平板玻璃自准，然后调整第一光电自准直仪和第二光电自准直仪的姿态，使其对平行平板玻璃自准，拆除平行平板玻璃；
步骤5：在光路中放入主镜和次镜并调整其空间位置，使第一光电自准直仪的口径能够覆盖主镜背面的基准平面，使第二光电自准直仪的口径能够覆盖次镜背面的基准平面，拆除次镜；
步骤6：调整主镜的姿态，使其背面基准平面对第一光电自准直仪自准，调整第一内调焦望远镜的焦距使主镜最佳拟合球面与第一内调焦望远镜自准，即完成主镜的调整；
步骤7：装入次镜，在光路中放置标准球，调整标准球的位置使其相对第一内调焦望远镜自准；
步骤8：调整第二内调焦望远镜的焦距，使其焦点与标准球的球心重合，即第二内调焦望远镜与标准球自准，记录此时第二内调焦望远镜的焦距为F；
步骤9：使第二内调焦望远镜的焦距改变L，即第二内调焦望远镜的焦点位于次镜最佳拟合球面的理论球心处，调整次镜的姿态，使次镜背面基准平面与第二光电自准直仪自准，次镜最佳拟合球面与第二内调焦望远镜自准，完成次镜装调，即完成离轴两反系统的装调。
有益效果
本发明提出的一种离轴两反系统装调方法，利用主镜和次镜母镜光轴同轴的特点，使用内调焦望远镜和光电自准直仪建立系装调基准，首先调整主镜，使主镜背面基准平面对第一光电自准直仪自准，且其最佳拟合球面与第一内调焦望远镜自准，即完成主镜的调整；然后调整次镜，使次背面基准平面对第二光电自准直仪自准，且其最佳拟合球面与第二内调焦望远镜自准，即完成次镜装调，实现离轴两反系统的快速、便捷和高精度装调，解决了离轴两反系统装调过程只能依靠人工经验，装调盲目性大、周期长的难题，具有较高的工程实用价值。
附图说明
图1为采用光电自准直仪和内调焦望远镜建立基准的示意图；
图2为主镜装调方法示意图；
图3为次镜装调方法示意图；
其中，1-第一光电自准直仪；2-第二光电自准直仪；3-第一内调焦望远镜；4-第二内调焦望远镜；5-平行平板玻璃；6-主镜；7-主镜母镜光轴；8-主镜最佳拟合球面球心；9-次镜最佳拟合球面球心；10-次镜。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
该离轴两反系统具备以下特征：
1)该离轴两反系统的主镜的母镜光轴和次镜的母镜光轴同轴；
2)主镜和次镜的背面在加工时预留有基准平面，该平面分别与主镜和次镜的光轴垂直；
本发明的技术方案：
1、基于上述离轴两反系统，所发明的装调方法包括以下步骤：
1)根据主镜6和次镜10的曲率半径、非球面系数等参数，计算其最佳拟合球面的曲率半径；
2)根据上述计算的主镜6和次镜10的最佳拟合球面的曲率半径，以及该离轴两反系统的光学设计文件，计算主镜和次镜最佳拟合球面球心的距离L；
3)根据离轴两反系统的光机结构特点和尺寸，在光学平台上放置光电自准直仪1和第二光电自准直仪2，使其通光口径可以覆盖主镜6和次镜10背面的基准平面，放置内调焦望远镜1和第二内调焦望远镜2，调整两者姿态使其光轴同轴，且其光轴大致与主镜6母镜光轴共轴；
4)放置平行平板玻璃5，将内调焦望远镜3和第二内调焦望远镜4的焦距调整到无穷远状态，调整平行平板玻璃5的姿态，使第一内调焦望远镜3和第二内调焦望远镜4对平行平板玻璃5自准，然后调整第一光电自准直仪1和第二光电自准直仪2的姿态，使其对平行平板玻璃5自准，拆除平行平板玻璃5；
5)在光路中放入离轴两反部件并调整其空间位置，使第一光电自准直仪1的口径能够覆盖主镜6背面的基准平面，使第二光电自准直仪2的口径能够覆盖次镜背面的基准平面，且主镜6母镜光轴大致与第一内调焦望远镜3的光轴同轴，然后拆除次镜；
6)将第一内调焦望远镜3的焦点调整到合适位置，调整主镜6的姿态，使其背面基准平面对第一光电自准直仪1自准，且主镜6最佳拟合球面与内调焦望远镜1自准，即完成主镜的调整；
7)装入次镜10，在光路中放置标准球，调整标准球的位置使其相对第一内调焦望远镜3自准；
8)调整第二内调焦望远镜4的焦距，使其焦点与标准球的球心重合，即第二内调焦望远镜4与标准球自准，记录此时内调焦望远镜的焦距为F；
9)使第二内调焦望远镜4的焦距改变L，即第二内调焦望远镜4的焦点位于次镜10最佳拟合球面的理论球心处，调整次镜10的姿态，使次镜10背面基准平面与第二光电自准直仪2自准，次镜10最佳拟合球面与第二内调焦望远镜4自准，完成次镜10装调，即完成离轴两反系统的装调。
本发明利用内调焦望远镜和光电自准直仪确定主镜和次镜的光轴方向和空间位置，操作简单，装调效率高；本发明利用主镜和次镜光轴同轴的特点，利用内调焦望远镜可以改变焦距的特性，实现了主镜和次镜的精确串轴，装调精度高，保证系统装调完成后具备较高的成像质量。

Claims (1)

1.一种离轴两反系统装调方法，所述的离轴两反系统包括主镜(6)和次镜(10)，主镜(6)的母镜光轴和次镜(10)的母镜光轴同轴，主镜(6)和次镜(10)的背面在加工时预留有基准平面，该平面分别与主镜(6)和次镜(10)的光轴垂直；其特征在于步骤如下：
步骤1：根据主镜(6)和次镜(10)的曲率半径、非球面系数、口径参数，计算其最佳拟合球面的曲率半径；
步骤2：根据主镜(6)和次镜(10)的最佳拟合球面的曲率半径，以及主次镜之间的空气间隔，计算主镜(6)和次镜(10)最佳拟合球面球心的距离L；
步骤3：在光学平台上放置第一光电自准直仪(1)和第二光电自准直仪(2)，使第一光电自准直仪(1)的通光口径可以覆盖主镜(6)的基准平面，使第二光电自准直仪(2)的通光口径可以覆盖次镜(10)的基准平面，放置第一内调焦望远镜(3)和第二内调焦望远镜(4)，调整两者姿态使其光轴同轴；
步骤4：放置平行平板玻璃(5)，将第一内调焦望远镜(3)和第二内调焦望远镜(4)的焦距调整到无穷远状态，调整平行平板玻璃(5)的姿态，使第一内调焦望远镜(3)和第二内调焦望远镜(4)对平行平板玻璃(5)自准，然后调整第一光电自准直仪(1)和第二光电自准直仪(2)的姿态，使其对平行平板玻璃(5)自准，拆除平行平板玻璃(5)；
步骤5：在光路中放入主镜(6)和次镜(10)并调整其空间位置，使第一光电自准直仪(1)的口径能够覆盖主镜(6)背面的基准平面，使第二光电自准直仪(2)的口径能够覆盖次镜(10)背面的基准平面，拆除次镜(10)；
步骤6：调整主镜(6)的姿态，使其背面基准平面对第一光电自准直仪(1)自准，调整第一内调焦望远镜(3)的焦距使主镜(6)最佳拟合球面与第一内调焦望远镜(3)自准，即完成主镜(6)的调整；
步骤7：装入次镜(10)，在光路中放置标准球，调整标准球的位置使其相对第一内调焦望远镜(3)自准；
步骤8：调整第二内调焦望远镜(4)的焦距，使其焦点与标准球的球心重合，即第二内调焦望远镜(4)与标准球自准，记录此时第二内调焦望远镜(4)的焦距为F；
步骤9：使第二内调焦望远镜(4)的焦距改变L，即第二内调焦望远镜(4)的焦点位于次镜(10)最佳拟合球面的理论球心处，调整次镜(10)的姿态，使次镜(10)背面基准平面与第二光电自准直仪(2)自准，次镜(10)最佳拟合球面与第二内调焦望远镜(4)自准，完成次镜(10)装调，即完成离轴两反系统的装调。
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