CN110940488A - 一种WolterⅠ型非球面反射镜角分辨率检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统及方法。该系统中Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装在反射镜安装工装内;激光光源平行光管的出射光路上依次设置反射镜安装工装、CCD相机,CCD相机的靶面与待检测反射镜焦面重合;Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装工装安装在二维调整平台上,CCD相机安装在五维调整平台上;上位机与CCD相机电连接;激光光源平行光管发出的平行光,通过第二通光孔入射至内Wolter Ⅰ型非球面反射镜后,再依次经由第一通光孔、第一通孔射出,并聚焦至CCD相机上,CCD相机将得到的图像上传至上位机进行图像处理得到Wolter Ⅰ型非球面反射镜的角分辨率。本发明解决了由于环境因素的干扰以及吊装系统的稳定性差,导致角分辨率的检测结果精度差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种反射镜的装调工装,具体涉及一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统及方法。
背景技术
进入空间时代,近地空间环境与人类的生活息息相关,而空间环境状态的改变直接受太阳活动的影响和调制。当今,各国相继在科研气象卫星上搭载太阳X射线成像仪对太阳活动进行实时监测。由于Wolter I型结构可获得较高的成像分辨率,目前的X射线成像仪均采用这种子镜结构,即利用二次旋转对称抛物面/双曲面共焦耦合,通过两次反射,实现对X射线的聚焦成像。为了增加集光面积,通常采用多层wolter反射镜嵌套的结构。
Wolter Ⅰ型非球面反射镜为一薄壁筒体结构,如图1所示,筒体轴向方向分为两段,一段筒体的内壁为旋转抛物反射面A(图中下半部分),另一段筒体的内壁为旋转双曲反射面B(图中上半部分),反射镜面形质量直接决定能否获得高的反射率和光子通量,因此对非球面反射镜面形检测提出了很高的要求。Wolter Ⅰ型非球面反射镜采用掠入射工作方式,单镜片的厚度一般在0.2~0.4mm之间,直径大约为200~500mm之间,长300左右,因为镜片超薄极易变形,对常规的装调与检测方法提出了挑战。
针对Wolter Ⅰ型非球面反射镜的装调与检测,目前采用的方案如图2所示,WolterⅠ型非球面反射镜01通过多根圆周均布吊索02悬挂吊装以保证单镜不产生重力变形。吊索悬挂装调与检测方案的特点:一是需要搭建如图3所示的立式装调与检测平台,该平台包括:CCD相机03、光屏04、半透半反镜05、垂直装调架06、镜片位置调节装置07、镜片姿态调节装置08、镜片吊装装置09、轮毂010、反射镜及其姿态调整装置011以及平行光管012;通过对吊索的长度与横向位置进行精确控制,以实现镜片位置与姿态的精确调整;二是要严格控制振动、气流等环境因素对装配与检测的影响;因此,悬挂吊装装调与检测需要建设专用实验室并搭建专用装检平台,从而导致建设周期长,投入成本高。此外,镜片装检时是否会变形受诸多因素的影响,比如:吊绳的特性、镜片姿态、吊点的位置等,这涉及到设计、加工、工艺等诸多环节的精确控制。因此,Wolter Ⅰ型非球面反射镜采用悬挂装调与检测方案仍存在较大的工程风险。
从反射镜角分辨率检测的角度看,悬挂吊装的方式易受环境振动、气流扰动等环境因素的干扰,这些干扰会对角分辨率的检测结果产生影响。此外,镜片吊装检测中吊点位置的选择、镜片姿态的调整、吊绳的特性等均会影响到吊装系统的稳定性,最终干扰角分辨率的检测结果。
发明内容
为了克服背景技术中所提到的采用悬挂吊装方法进行Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测时,由于环境因素的干扰以及吊装系统的稳定性差,导致角分辨率的检测结果精度差的问题,本发明提供了一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统及方法。
本发明的具体技术方案是:
本发明提出了一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:包括激光光源平行光管、反射镜安装工装、二维调整平台、五维调整平台、CCD相机以及上位机;
待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装在反射镜安装工装内;
激光光源平行光管的出射光路上依次设置反射镜安装工装、CCD相机,CCD相机的靶面与待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜焦面重合;反射镜安装工装安装在二维调整平台上,CCD相机安装在五维调整平台上;上位机与所述CCD相机电连接;
反射镜安装工装包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母;
支撑筒上端安装定位板,支撑筒下端安装底座;
定位板中心开设有第一通孔;
滑盘包括中心筒体以及固定套设在中心筒体外壁上的定位盘;定位盘的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿;若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第一矩形齿之间的位置开设有第一通光孔;滑盘通过若干螺钉与所述定位板固定连接;第一通孔的孔径大小满足所有经过第一通光孔的光通过;
底座的中心设有第二通孔;底座的上表面设有圆柱台,圆柱台的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿;若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第二矩形齿之间的位置开设有第二通光孔;
中心轴位于支撑筒的中轴线上,中心轴的一端穿过所述中心筒体后与螺母连接,中心轴的另一端与所述第二通孔固定连接;
激光光源平行光管发出的平行光,通过第二通光孔入射至内Wolter Ⅰ型非球面反射镜后,再依次经由第一通光孔、第一通孔射出,并聚焦至CCD相机上,CCD相机将得到的图像上传至上位机,上位机对图像进行处理,最终得到Wolter Ⅰ型非球面反射镜的角分辨率。
检测前需对检测系统光路做精确的调整。第一、待测Wolter Ⅰ型非球面反射镜光轴应调整至与激光光源平行光管出射平行光平行;第二、激光光源平行光管出射平行光的发散角应优于0.02mrad,以满足检测精度的要求;第三、调整CCD相机在光轴方向上的位置,确保CCD靶面与待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜焦面重合,第四、尽量缩短激光光源平行光管与待测系统光轴方向的距离以避免气流对检测结果的影响。
进一步地,为了消除装调过程中检测光路的杂光对检测结果的影响,所述底座的下表面设有内光阑与外光阑。
进一步地,为了减少Wolter Ⅰ型非球面反射镜的加工、装配误差对后期检测带来的不利影响,Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间保持间隙,Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间保持间隙。
进一步地,为了方便调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下缘与若干个第二矩形齿之间的配合预紧力;所述支撑筒与定位板之间可设置修切垫。通过设置不同厚度的修切垫可调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下缘内壁与若干个第二矩形齿之间的配合预紧力大小。
进一步地,为了方便调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上缘内壁与若干个第一矩形齿之间的配合预紧力;所述定位板与滑盘的定位板之间设置有预紧力调整螺钉。通过旋转预紧力调整螺钉可使滑盘在中心轴上滑动,可调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上缘内壁与若干个第一矩形齿之间的配合预紧力大小。
进一步地,为了方便观察支撑筒内Wolter Ⅰ型非球面反射镜上、下两侧的装配情况,上述支撑筒靠近定位板的侧壁上开设至少一个上观察孔,支撑筒靠近底座的侧壁上开设至少一个下观察孔。
进一步地,上述中心轴为阶梯轴结构,沿着中心轴轴向依次设置有用于与螺母配合的螺纹段、与滑盘的中心筒体配合的第一轴段、带锥度导向的第二轴段、过渡轴段、法兰段及与底座上第二通孔配合的第三轴段。
进一步地,上述支撑筒的上、下两端均设置有法兰,支撑筒上端的法兰与定位板以螺钉固定连接,支撑筒上端的法兰与底座止口配合,并以螺钉固定连接。
进一步地,上述待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间的间隙≥5mm,Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间的间隙≥3mm;若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆的圆柱度以及若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆的圆柱度均≤3μm、中心轴第一轴段圆柱度≤3μm、所述第一轴段和滑盘的中心筒体之间同轴度≤5μm、且滑盘的中心筒体与中心轴第一轴段之间为间隙配合,且间隙≤0.01mm。
基于上述对检测系统的结构描述,现对采用该检测系统进行反射镜检测的方法作以下介绍:
一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测方法,其特征在于,其具体实现步骤如下:
步骤1:搭建上述检测系统,将待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装于反射镜安装工装内,构成一个被检测系统;
步骤2:激光光源平行光管与待测系统相对姿态的标定;
步骤2.1:在反射镜安装工装的底座底面中心位置安装一个反射镜,再将经纬仪置于激光光源平行光管与被检测系统之间;
步骤2.2:将经纬仪正对激光光源平行光管,调整经纬仪标出激光光源平行光管的光轴;
步骤2.3:将经纬仪旋转180°后正对被检测系统,通过二维调整平台调整被检测系统的姿态,使经纬仪的出射光线能经反射镜反射,从而调整反射镜与经纬仪自准直,此时,认为待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜光轴与激光光源平行光管出射光平行;
步骤2.4:将经纬仪和反射镜拆除;
步骤3:待测系统与CCD相机的相对姿态的标定;
通过五维调整平台调整CCD相机的靶面位于待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜的焦面上,横向位置基本对准;
步骤4:计算角分辨率;
步骤4.1:CCD相机加电,再次调整CCD相机的位姿使得待检测WolterⅠ型非球面反射镜产生的圆形焦斑成像于CCD相机靶面上;
步骤4.2:上位机寻找并测量出圆形焦斑50%能量范围对应的包围圆直径D;
步骤4.3:计算待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜的角分辨率,具体计算公式为:
Δθ=D/f′,其中f′为待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜片的焦距。
本发明的优点如下:
1、本发明待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装于反射镜安装工装,同时采用激光光源平行光管、CCD相机、上位机、二维调整平台以及五维调整平台构成了一个角分表率检测系统,该系统利用待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜面的两个内壁反射面作为自定位基准,同时由支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母构成的高精密机械装调工装,解决了采用悬挂吊装方法进行待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测时所带来的装调平台建设周期长,投入成本高的问题、以及悬挂吊装的检测方式易受环境振动、气流扰动等环境因素的干扰,镜片吊装检测中吊点位置的选择、镜片姿态的调整、吊绳的特性等均会影响到吊装系统的稳定性,最终干扰角分辨率的检测结果精度的问题。
2、采用本发明所提出的反射镜安装工装安装Wolter Ⅰ型非球面反射镜,为采用Wolter Ⅰ型非球面反射镜作为的X射线成像仪的一部分,提供了一种创新的、便于高效安装、稳定性高的设计与装配思路,即采用机械支撑定位思路进行镜片支撑结构的设计。
附图说明
图1为Wolter Ⅰ型非球面反射镜模型图;
图2为现有Wolter Ⅰ型非球面反射镜面形悬吊结构示意图;
图3为现有Wolter Ⅰ型非球面反射镜面形悬吊检测系统示意图;
图4为本发明检测系统的结构简图;
图5为安装有反射镜安装工装和反射镜的装配图;
图6为滑盘的立体结构示意图。
图7为底座的立体结构示意图;
图8为底座与中心轴装配后的结构示意图。
附图标记如下:
01-Wolter Ⅰ型非球面反射镜、02-吊索、03-CCD相机、04-光屏、05-半透半反镜、06-垂直装调架、07-镜片位置调节装置、08-镜片姿态调节装置、09-镜片吊装装置、010-轮毂、011-反射镜及其姿态调整装置、012-平行光管;
1-反射镜安装工装、2-激光光源平行光管、3-二维调整平台、4-五维调整平台、5-CCD相机、6-被检测系统、7-待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜、11-支撑筒、12-底座、13-定位板、14-中心轴、15-滑盘、16-螺母、17-第一通孔、18-中心筒体、19-定位盘、20-第一矩形齿、21-第一通光孔、22-螺钉、23-第二通孔、24-圆柱台、25-第二矩形齿、26-第二通光孔、27-螺纹段、28-第一轴段、29-第二轴段、30-过渡轴段、31-法兰段、33-第三轴段、34-内光阑、35-外光阑、36-预紧力调整螺钉、37-上观察孔、38-下观察孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是:附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的;其次,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。
实施例
Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统的系统架构
如图4所示,该系统包括反射镜安装工装1、激光光源平行光管2、二维调整平台3、五维调整平台4、CCD相机5以及上位机(图中未示出);
反射镜安装工装1内安装待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7;激光光源平行光管2的出射光路上依次设置反射镜安装工装1、CCD相机5,CCD相机5的靶面与待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7焦面重合;反射镜安装工装1安装在二维调整平台3上(本实施例中,由于反射镜安装工装1为回转体,因此可利用V型铁将反射镜安装工装安装在二维调整平台,V型铁图中未示出),CCD相机5安装在五维调整平台4上;上位机6与所述CCD相机5电连接;激光光源平行光管2发出的平行光,通过入射至待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7后,聚焦至CCD相机5上,CCD相机5将得到的图像上传至上位机,上位机对图像进行处理,最终得到待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7的角分辨率。
如图5所示,反射镜安装工装1包括支撑筒11、底座12、定位板13、中心轴14、滑盘15以及螺母16;
支撑筒11上端安装定位板13,支撑筒11下端安装底座12;
定位板13中心开设有第一通孔17;
参见图6,滑盘15包括中心筒体18以及固定套设在中心筒体18外壁上的定位盘19;定位盘19的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿20(本实施例中第一矩形齿20有16个,所有第一矩形齿20齿面以中心筒体18的中轴线为基准进行磨削加工,以保证齿面形成的圆柱面的圆柱度及与中心筒体的同轴度);若干个第一矩形齿20的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜7中旋转双曲反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第一矩形齿20之间的位置开设有第一通光孔21;滑盘15通过若干螺钉22与所述定位板13固定连接;第一通孔17的孔径大小满足所有经过第一通光孔21的光通过;
参见图7,底座12为台阶状齿盘结构,具体结构是:底座12的中心设有第二通孔23;底座12的上表面设有圆柱台24,圆柱台24的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿25(本实施例中第二矩形齿25有16个,所有第二矩形齿25齿面采用磨削加工,且与中心轴14固定安装后组合加工,以保证齿面形成的圆柱面的圆柱度及与中心轴的同轴度);若干个第二矩形齿25的齿顶所围成的齿顶圆直径与Wolter Ⅰ型非球面反射镜7中旋转抛物反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第二矩形齿25之间的位置开设有第二通光孔26;
中心轴14位于支撑筒11的中轴线上,中心轴14的一端穿过所述中心筒体18后与螺母16连接,中心轴14的另一端与所述第二通孔23固定连接;(本实施例中,中心轴14为阶梯轴结构,沿着中心轴15轴向依次设置有用于与螺母配合的螺纹段27、与滑盘的中心筒体18配合的第一轴段28、带锥度导向的第二轴段29、过渡轴段30、法兰段31及与底座上第二通孔23配合的第三轴段32,具体参见图8)根据以上的各零件的连接关系,构成一个反射镜安装工装,待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装于反射镜安装工装的具体的装配关系如下:待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7中旋转抛物反射面一侧通过若干个第二矩形齿25进行定位,Wolter Ⅰ型非球面反射镜7中旋转双曲反射面一侧通过若干个第一矩形齿20进行定位。
另外,为了减少Wolter Ⅰ型非球面反射镜的加工、装配误差对后期检测带来的不利影响,Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间保持间隙,Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间保持间隙(本实施例中待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间的间隙≥5mm,待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间的间隙≥3mm,本实施中的加工精度要求是由产品的精度要求而定,随着产品精度的提高加工精度会进一步提高,附图中所标形位公差及尺寸也会根据产品的要求而提高)。
另外,本实施例中,还对反射镜安装工作作出了以下优化设计:
1、底座12的下表面设有内光阑34与外光阑35,消除了装调过程中检测光路的杂光对检测结果的影响,
2、支撑筒11与定位板12之间可设置修切垫(图中未示出)。通过设置不同厚度的修切垫可调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜7中旋转抛物反射面一侧下缘内壁与若干个第二矩形齿25之间的配合预紧力大小。
3、定位板13与滑盘的定位盘19之间设置有预紧力调整螺钉36。通过旋转预紧力调整螺钉36可使滑盘15在中心轴14上滑动,可调整Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上缘内壁与若干个第一矩形齿20之间的配合预紧力大小。
4、支撑筒11靠近定位板13的侧壁上开设至少一个上观察孔37,支撑筒11靠近底座12的侧壁上开设至少一个下观察孔38,通过上、下观察孔可方便操作人员观察支撑筒内待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜上、下两侧的装配情况。
5、支撑筒11的上、下两端均设置有法兰,支撑筒上端的法兰与定位板以螺钉固定连接,支撑筒上端的法兰与底座止口配合,并以螺钉固定连接。
Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测的检测方法
基于对本实施例中角分率检测系统的结构描述,现对采用该检测系统进行反射镜角分辨率检测的方法进行以下详细描述:
该具体实现步骤如下:
步骤1:搭建上述检测系统,将待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装于反射镜安装工装内,构成一个被检测系统6;
步骤2:激光光源平行光管2与被检测系统6相对姿态的标定;
步骤2.1:在反射镜安装工装1的底座12底面中心位置安装一个反射镜(图中未示出),再将经纬仪(图中未示出)置于激光光源平行光管2与被检测系统6之间;
步骤2.2:将经纬仪正对激光光源平行光管2,调整经纬仪标出激光光源平行光管2的光轴,之后固定激光光源平行光管2的位置不动
步骤2.3:将经纬仪旋转180°后正对被检测系统6,固定经纬仪的位置不动,通过二维调整平台3调整被检测系统6的姿态,使经纬仪的出射光线能经反射镜反射,从而调整反射镜与经纬仪自准直,此时,认为待检测WolterⅠ型非球面反射镜7光轴与激光光源平行光管2出射光平行;
步骤2.4:将经纬仪和反射镜拆除;
步骤3:被检测系统6与CCD相机的相对姿态的标定;
通过五维调整平台4调整CCD相机5的靶面位于待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜7的焦面上,横向位置基本对准;
步骤4:计算角分辨率;
步骤4.1:CCD相机5加电,再次调整CCD相机5的位姿使得待检测WolterⅠ型非球面反射镜7产生的圆形焦斑成像于CCD相机靶面上;
步骤4.2:上位机寻找并测量出圆形焦斑50%能量范围对应的包围圆直径D;
步骤4.3:计算待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜的角分辨率,具体计算公式为:Δθ=D/f′,其中f′为待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜片的焦距。
最后所应说明的是,上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:包括激光光源平行光管、反射镜安装工装、二维调整平台、五维调整平台、CCD相机以及上位机;
待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜安装在反射镜安装工装内;
激光光源平行光管的出射光路上依次设置反射镜安装工装、CCD相机,CCD相机的靶面与待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜焦面重合;反射镜安装工装安装在二维调整平台上,CCD相机安装在五维调整平台上;上位机与所述CCD相机电连接;
反射镜安装工装包括支撑筒、底座、定位板、中心轴、滑盘以及螺母;
支撑筒上端安装定位板,支撑筒下端安装底座;
定位板中心开设有第一通孔;
滑盘包括中心筒体以及固定套设在中心筒体外壁上的定位盘;定位盘的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第一矩形齿;若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第一矩形齿之间的位置开设有第一通光孔;滑盘通过若干螺钉与所述定位板固定连接;第一通孔的孔径大小满足所有经过第一通光孔的光通过;
底座的中心设有第二通孔;底座的上表面设有圆柱台,圆柱台的外圆表面沿周向均匀设置有若干个第二矩形齿;若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆直径与Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧的内径相适配,且每相邻两个第二矩形齿之间的位置开设有第二通光孔;
中心轴位于支撑筒的中轴线上,中心轴的一端穿过所述中心筒体后与螺母连接,中心轴的另一端与所述第二通孔固定连接;
激光光源平行光管发出的平行光,通过第二通光孔入射至内WolterⅠ型非球面反射镜后,再依次经由第一通光孔、第一通孔射出,并聚焦至CCD相机上,CCD相机将得到的图像上传至上位机,上位机对图像进行处理,最终得到WolterⅠ型非球面反射镜的角分辨率。
2.根据权利要求1所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述底座的下表面设有内光阑与外光阑。
3.根据权利要求1或2所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间保持间隙,WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间保持间隙。
4.根据权利要求3所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述支撑筒与定位板之间可设置修切垫。
5.根据权利要求4所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述定位板与滑盘的定位板之间设置有预紧力调整螺钉。
6.根据权利要求5所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述支撑筒靠近定位板的侧壁上开设至少一个上观察孔,支撑筒靠近底座的侧壁上开设至少一个下观察孔。
7.根据权利要求6所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述中心轴为阶梯轴结构,沿着中心轴轴向依次设置有用于与螺母配合的螺纹段、与滑盘的中心筒体配合的第一轴段、带锥度导向的第二轴段、过渡轴段、法兰段及与底座上第二通孔配合的第三轴段。
8.根据权利要求7所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:所述支撑筒的上、下两端均设置有法兰,支撑筒上端的法兰与定位板以螺钉固定连接,支撑筒上端的法兰与底座止口配合,并以螺钉固定连接。
9.根据权利要求8所述的Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测系统,其特征在于:Wolter Ⅰ型非球面反射镜中旋转抛物反射面一侧下端面与底座之间的间隙≥5mm,WolterⅠ型非球面反射镜中旋转双曲反射面一侧上端面与定位板之间的间隙≥3mm;
若干个第一矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆的圆柱度以及若干个第二矩形齿的齿顶所围成的齿顶圆的圆柱度均≤3μm、中心轴第一轴段圆柱度≤3μm、所述第一轴段和滑盘的中心筒体之间同轴度≤5μm、且滑盘的中心筒体与中心轴第一轴段之间为间隙配合,且间隙≤0.01mm。
10.一种Wolter Ⅰ型非球面反射镜角分辨率检测方法,其特征在于,其具体实现步骤如下:
步骤1:搭建如权利要求1所述的检测系统,将待检测WolterⅠ型非球面反射镜安装于反射镜安装工装内,构成一个被检测系统;
步骤2:激光光源平行光管与待测系统相对姿态的标定;
步骤2.1:在反射镜安装工装的底座底面中心位置安装一个反射镜,再将经纬仪置于激光光源平行光管与被检测系统之间;
步骤2.2:将经纬仪正对激光光源平行光管,调整经纬仪标出激光光源平行光管的光轴;
步骤2.3:将经纬仪旋转180°后正对被检测系统,通过二维调整平台调整被检测系统的姿态,使经纬仪的出射光线能经反射镜反射,从而调整反射镜与经纬仪自准直,此时,认为待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜光轴与激光光源平行光管出射光平行;
步骤2.4:将经纬仪和反射镜拆除;
步骤3:待测系统与CCD相机的相对姿态的标定;
通过五维调整平台调整CCD相机的靶面位于待检测WolterⅠ型非球面反射镜的焦面上,横向位置基本对准;
步骤4:计算角分辨率;
步骤4.1:CCD相机加电,再次调整CCD相机的位姿使得待检测WolterⅠ型非球面反射镜产生的圆形焦斑成像于CCD相机靶面上;
步骤4.2:上位机寻找并测量出圆形焦斑50%能量范围对应的包围圆直径D;
步骤4.3:计算待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜的角分辨率,具体计算公式为:
Δθ=D/f′,其中f′为待检测Wolter Ⅰ型非球面反射镜片的焦距。
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