CN112198625B - 一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法，包括如下步骤：利用内调焦望远镜的调焦互瞄方法建立别汉棱镜组装调的基准轴光路；在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使两者的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求；然后引出回转机构的轴线，接着调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置，根据其出射像的轨迹进行装调以消除别汉棱镜的平移误差和旋转误差。本发明通过内调焦望远镜互瞄法和别汉棱镜的出射像轨迹解决了别汉棱镜组件的装调的问题，实现光束跳动误差低于60″。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，涉及一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法。
背景技术
为了消除由于周视扫描运动带来的目标像旋转，光路中通常增加K镜、道威棱镜、别汉棱镜等光学消旋部件，以补偿运动中处于不同位置的目标产生的像旋转及像偏移，使目标像始终固定在特定位置。与K镜和道威棱镜相比，别汉棱镜不仅可以应用到平行光路，还可以应用到会聚光路中，且因在较小的轴向空间包含了更长的光路，使得别汉棱镜的使用范围更加广泛。特别是会聚光路中使用的别汉棱镜可在保证消旋效果和像质不变的前提下，进一步缩小系统体积，减轻系统重量，有助于推动小型去平台化搜跟光电系统的快速发展。
应用在会聚光路中的别汉棱镜装调过程中要兼顾光轴的偏心量和角度量，需同时控制的自由变量多，装调工艺复杂，装调难度大。
发明内容
本发明针对消除由于周视扫描运动带来的目标像旋转和别汉棱镜装调工艺复杂、装调难度大的技术问题，提供了一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：在本发明的一方面目的提供了一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法，所述别汉棱镜组件包括别汉棱镜组、回转机构，所述别汉棱镜组包括半五角棱镜、施密特棱镜，包括如下步骤：利用内调焦望远镜的连续调焦互瞄方法建立别汉棱镜装调的基准轴光路；以所述基准轴光路为Z轴建立OXYZ坐标系；在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使半五角棱镜和施密特棱镜的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求；在回转机构内环安装十字分划板装置，所述十字分划装置包括十字分划板，所述十字分划板刻有分划十字；通过内调焦望远镜的自准直与调焦两种工作方式分别使对所述十字分划装置的反射面自准直及对分划十字成像，引出所述回转机构的轴线；将完成装调后的所述非理想别汉棱镜安装至所述回转机构中，通过调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置并根据其出射像的轨迹进行装调以消除绕所述别汉棱镜绕X轴、绕Y轴的旋转误差和沿X轴、沿Y轴的平移误差。
在本发明的一些实施例中，所述利用内调焦望远镜的连续调焦互瞄方法建立别汉棱镜组装调的基准轴光路包括如下步骤：在别汉棱镜发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，利用所述内调焦望远镜的连续调焦互瞄建立基准轴光路。
在本发明的一些实施例中，所述在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使半五角棱镜和施密特棱镜的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求包括如下步骤：所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜组件；以半五角棱镜作为装调基准棱镜，在内调焦望远镜分别处于十字自准直与有限远调焦对准两种工作模式下，通过调整施密特棱镜以校正施密特棱镜沿Y轴、沿Z轴、绕X轴、绕Y轴、绕Z轴方向上的偏差。
在本发明的一些实施例中，所述在回转机构内环安装带有十字的反射镜的分划板装置，通过回转机构的发射端光路的内调焦望远镜的自准直和接收端光路的内调焦望远镜的调焦分别对所述分划板装置的反射面和分划十字进行自准直及成像，引出所述回转机构的轴线包括如下步骤：在所述回转机构内环安装带十字的反射镜的分划板装置，并以所述分划板装置的十字中心代替回转机构的轴线；在所述分划板装置的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜；所述两个内调焦望远镜位于所述基准轴光路上；通过节移所述回转机构，保持所述发射光路端和接收光路端的内调焦望远镜分别在各自的自准直和有限远调焦状态；将所述回转机构绕其轴线转动，直至所述内调焦望远镜的自准直十字中心和分划板十字中心均重合，则引出所述回转机构的轴线。
在本发明的一些实施例中，所述通过调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置并根据其出射像的轨迹进行装调以消除绕所述别汉棱镜绕X轴、绕Y轴的旋转误差和沿X轴、沿Y轴的平移误差包括如下步骤：在所述别汉棱镜组的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，采用将发射光路端和接收光路端内调焦望远镜调焦至有限远互瞄的模式，根据静态位置和动态轨迹两种情况下像点位置的不同，调整X轴和Y轴的偏差，直至划圈量满足过程指标要求。
在上述的实施例中，所述内调焦望远镜为全自动内调焦装调望远镜。
进一步的，所述全自动内调焦装调望远镜为红外全自动内调焦装调望远镜。
本发明的另一方面提供了一种会聚光路应用别汉棱镜组件，包括本发明第一方面目的提供的会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法装调的别汉棱镜组件。
本发明的有益效果是：
1.根据别汉消像旋组自身结构特点，及会聚光路中线位移和角位移偏差对装调的影响，将系统装调合理分“非理想”棱镜装调、“引出回转机构的轴线”、“理想”别汉棱镜装调”三部分，从而简化了装调难度，节约了装调时间。其中，“非理想”别汉棱镜装调存在5个自由度偏差“理想”别汉棱镜装调存在4个自由度偏差；所有可调自由度总和共9个，两两组合多达20种,实现光束跳动误差低于60″。
附图说明
图1为本发明的一些实施例中的会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法基本流程图；
图2为本发明别汉棱镜组结构示意图；
图3为本发明别汉棱镜组光路原理示意图；
图4为本发明别汉棱镜组中各光轴的定义示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
参考图1至图4，在本发明的一方面目的提供了一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法，所述别汉棱镜组件包括别汉棱镜组、回转机构，所述别汉棱镜组包括半五角棱镜、施密特棱镜，包括如下步骤：S100.利用内调焦望远镜的连续调焦互瞄方法建立别汉棱镜装调的基准轴光路；以所述基准轴光路为Z轴建立OXYZ坐标系；S105.在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使半五角棱镜和施密特棱镜的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求；S110.移除别汉棱镜，在回转机构内环安装十字分划板装置，所述十字分划装置包括十字分划板，所述十字分划板刻有分划十字；通过内调焦望远镜的自准直与调焦两种工作方式分别使对所述十字分划装置的反射面自准直及对分划十字成像，引出所述回转机构的轴线；S115.将完成装调后的所述非理想别汉棱镜安装至所述回转机构中，通过调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置并根据其出射像的轨迹进行装调以消除绕所述别汉棱镜绕X轴、绕Y轴的旋转误差和沿X轴、沿 Y轴的平移误差。上述别汉棱镜的具体结构和光路原理可参考图2，回转机构、基准光轴、机械回转轴、入射光轴可参考图4。
需要说明的是，上述或下文中提到的非理想别汉棱镜是指未经过调装或未满足工作条件的别汉棱镜；相应的，理想别汉棱镜是指满足工作条件的别汉棱镜，即是入射光在经过多次反射和折射后，入射光轴与出射光轴共线。
在本发明的一些实施例的步骤S100中，所述利用内调焦望远镜的连续调焦互瞄方法建立别汉棱镜组装调的基准轴光路包括如下步骤：在别汉棱镜发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，利用所述内调焦望远镜的连续调焦互瞄建立基准轴光路。
在本发明的一些实施例的步骤S105中，所述在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使半五角棱镜和施密特棱镜的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求包括如下步骤：所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜组件；以半五角棱镜作为装调基准棱镜，在内调焦望远镜分别处于十字自准直与有限远调焦对准两种工作模式下，通过调整施密特棱镜以校正施密特棱镜沿Y轴、沿Z轴、绕X轴、绕Y轴、绕Z轴方向上的偏差。
在本发明的一些实施例的步骤S110中，所述在回转机构内环安装十字分划板装置，所述十字分划装置包括十字分划板，所述十字分划板刻有分划十字；通过内调焦望远镜的自准直与调焦两种工作方式分别使对所述十字分划装置的反射面自准直及对分划十字成像包括如下步骤：在所述回转机构内环安装带十字的反射镜的分划板装置，并以所述分划板装置的十字中心代替回转机构的轴线；在所述分划板装置的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜；所述两个内调焦望远镜位于所述基准轴光路上；通过节移所述回转机构，保持所述发射光路端和接收光路端的内调焦望远镜分别在各自的自准直和有限远调焦状态；将所述回转机构绕其轴线转动，直至所述内调焦望远镜的自准直十字中心和分划板十字中心均重合，则引出所述回转机构的轴线。具体地，在回转机构内环安装带十字反射镜的分划板装置，以十字中心代替回转机构的轴线，将其引入装调基准光路。发射端内调焦望远镜调焦至自准直状态，对分划板十字自准直；接收端内调焦望远镜调焦至有限远状态，对分划板十字成像。通过整体调节回转机构，保证发射和接收端内调焦望远镜分别在自准直和有限远调焦两种状态下，连续转动回转机构的过程中，自准直十字中心和分划板十字中心均重合，即可引出机械回转轴线，固定回转机构。
在本发明的一些实施例的步骤S115中，所述通过调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置并根据其出射像的轨迹进行装调以消除绕所述别汉棱镜绕X轴、绕Y轴的旋转误差和沿X轴、沿Y轴的平移误差包括如下步骤：在所述别汉棱镜组的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，即发射光路端和接收光路端各设置一个内调焦望远镜；采用将发射光路端和接收光路端内调焦望远镜调焦至有限远互瞄的模式，根据静态位置和动态轨迹两种情况下像点位置的不同，调整X轴和Y轴的偏差，直至划圈量满足过程指标要求。在上述的实施例中，为了提高内调焦望远镜的调焦和自准直的效率，内调焦望远镜为全自动内调焦装调望远镜。
在上述的实施例中，回转机构可以是机械机构的，也可以是非机械的，优选的，所述回转机构为带自动化控制的回转机构。
进一步的，为了全自动内调焦装调望远镜更好的观察别汉棱镜的出射像的轨迹，所述内调焦望远镜为全自动内调焦装调望远镜，其型号为美国 DavidsonOptronics公司的全自动内调焦装调望远镜AutomaticAlignment TelescopeD-275-AAT-WW。
本发明的另一方面提供了一种会聚光路应用别汉棱镜组件，包括本发明第一方面目的提供的会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法装调的别汉棱镜组件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法，所述别汉棱镜组件包括别汉棱镜、回转机构，所述别汉棱镜包括半五角棱镜、施密特棱镜，其特征在于，包括如下步骤：
利用内调焦望远镜的连续调焦互瞄方法建立别汉棱镜装调的基准轴光路：在别汉棱镜发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，利用所述内调焦望远镜的连续调焦互瞄建立基准轴光路；以所述基准轴光路为Z轴建立OXYZ坐标系；
在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜，然后以半五角棱镜为基准，通过装调施密特棱镜使半五角棱镜和施密特棱镜的相对位置满足理想别汉棱镜的安装要求:在所述基准轴光路中放入非理想别汉棱镜组件；以半五角棱镜作为装调基准棱镜，在内调焦望远镜分别处于自准直与有限远调焦对准两种工作模式下，通过调整施密特棱镜以校正施密特棱镜沿Y轴、沿Z轴、绕X轴、绕Y轴、绕Z轴方向上的偏差;
在回转机构内环安装十字分划板装置，所述十字分划板装置包括十字分划板，所述十字分划板刻有分划十字；通过内调焦望远镜的自准直与调焦两种工作方式分别使对所述十字分划板装置的反射面自准直及对分划十字成像，引出所述回转机构的轴线：以所述十字分划板装置的十字中心代替回转机构的轴线；在所述十字分划板装置的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜；所述两个内调焦望远镜位于所述基准轴光路上；通过调节述回转机构，保持所述发射光路端和接收光路端的内调焦望远镜分别在各自的自准直和有限远调焦状态；将所述回转机构绕其轴线转动，直至所述内调焦望远镜的自准直十字中心和分划板十字中心均重合，则引出所述回转机构的轴线；
将完成装调后的所述非理想别汉棱镜安装至所述回转机构中，通过调节别汉棱镜在回转机构中的安装位置并根据其出射像的轨迹进行装调以消除绕所述别汉棱镜绕X轴、绕Y轴的旋转误差和沿X轴、沿Y轴的平移误差:在所述别汉棱镜组的发射光路端和接收光路端相向布置两个内调焦望远镜，采用将发射光路端和接收光路端内调焦望远镜调焦至有限远互瞄的模式，根据静态位置和动态轨迹两种情况下像点位置的不同，调整X轴和Y轴的偏差，直至划圈量满足过程指标要求。
2.根据权利要求1中所述的会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法，其特征在于，所述内调焦望远镜为全自动内调焦装调望远镜。
3.一种会聚光路应用别汉棱镜组件，包括权利要求1所述的会聚光路应用别汉棱镜组件的装调方法装调的别汉棱镜组件。
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