CN114216659A - 一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，包括高精度五维调整架、标准平面反射镜、离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜、干涉仪、第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球、第一光楔、第二光楔、CCD相机和计算机。离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜组成离轴卡式平行光管装置；第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机、计算机组成CCD支路。本发明还公开了一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统的检测方法。本发明不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且系统焦距受限小，基准系统轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。

Description

一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体为一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法。

背景技术

光轴平行度是所有光学设备中最为重要的指标参数之一，只有确保各光轴平行度在一定精度内，才能保证光学设备参数信息的准确性。为了最大限度地发挥光学装备的效能，除对零部件的设计、加工及整机的装调采取一系列的工艺措施外，对光轴平行度的测量变得尤为重要。目前常用的光轴平行度测量方法主要有:投影靶法、激光相纸检测法、五棱镜法、小口径平行光管法和大口径平行光管法等。

投影靶法和激光相纸检测法结构简单,成本低,但随机误差较大,精度受限；五棱镜法常用于检测双筒望远镜光轴平行性,通用性不强；小口径平行光管法,口径小,误差环节较多,精度不高；而大口径平行光管法常采用离轴抛物面反射镜产生平行光束,具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，通用性好，应用比较广泛，但系统焦距受限，基准系统轴选定不够精确，轴外相差没有较好矫正，测量精度不高。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，以解决以上缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，包括:高精度五维调整架、标准平面反射镜、离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜、干涉仪、第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球、第一光楔、第二光楔、CCD相机和计算机；所述标准平面反射镜安装在高精度五维调整架上，所述离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜组成离轴卡式平行光管装置；所述第一分光镜、干涉仪组成干涉仪支路；所述第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球组成激光器支路；所述第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机、计算机组成CCD支路；

所述干涉仪支路中的干涉仪发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，在经标准平面反射镜反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验；

所述激光器支路中的激光器发射的激光，经积分球均匀光源后，依次经第三分光镜、第二分光镜，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。

优选地，所述干涉仪发射的光线经离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，实现对离轴抛物面主镜的检测；所述干涉仪发射的光线依次经第一分光镜、双曲面次镜射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪上，实现对双曲面次镜的检测。

优选地，所述干涉仪发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜后，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

优选地，所述高精度五维调整架的精度为1urad。

优选地，所述标准平面反射镜的面型精度为λ/60。

优选地，所述离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。

优选地，所述干涉仪为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。

优选地，所述CCD支路中，第一光楔、第二光楔用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20；

所述CCD相机选型根据系统焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据系统焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，

相机靶面尺寸＝系统焦距×收发全角，

像元尺寸＝系统焦距×最小分辨角度，

所述CCD相机靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机像元尺寸要小于计算尺寸，所述计算机连接在CCD相机上并对CCD相机采集数据进行图像处理。

优选地，一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统的测量方法，其具体步骤如下：

S1、离轴抛物面主镜的检测：

标准平面反射镜放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪发射的光线经离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪检测离轴抛物面主镜是否符合要求；

S2、双曲面次镜的检测：

利用干涉仪发射的光线依次经第一分光镜、双曲面次镜射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪检测双曲面次镜是否符合要求；

S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：

利用干涉仪发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜后，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

S4、基准轴的确定：

调整干涉仪的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为系统基准轴；

S5、CCD相机调整：

在系统基准轴确定后，调整CCD相机，使焦点大致处于CCD相机中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机使圆心坐标位于靶面正中心；

S6、入射光轴平行度测量检验：

将干涉仪支路中的干涉仪发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，在经标准平面反射镜反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；

S7、出射光轴平行度测量检验：

将激光器支路中的激光器发射的激光，经积分球均匀光源后，依次经第三分光镜、第二分光镜，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示；通过使用积分球作为均匀光源，调整激光器改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。

优选地，在S6、S7步骤中，所述入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α的计算公式为：

其中，(x₁,y₁)为系统基准轴对应的圆心坐标，(x₂,y₂)为不同角度对应的圆心坐标，f为系统总焦距。

本发明的有益效果在于：

本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，采用离轴卡式平行光管装置作为提供入射光和出射光的共用支路，结构焦距长，焦平面焦点位置变化明显，检测方法精度高；干涉仪支路用于平面镜自准直法检测，提供系统基准轴，同时可以通过调整平面镜的俯仰的方式，达到改变入射平行光的角度；激光器支路用于提供出射平行光，积分球均匀光源，方便后续图像处理；CCD支路用于对焦点进行图像处理，采用易于加工的光楔设计，两个光楔校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，减小了轴外相差对测量结果的影响。本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且系统焦距受限小，基准系统轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。

附图说明

图1：本发明的大口径长焦距光轴平行度的测量系统的结构示意图；

图2：本发明的离轴抛物面主镜的自准直法检测原理图；

图3：本发明的双曲面次镜的无像差点法检测原理图；

图4：本发明的离轴卡式平行光管装置的自准直法检测原理图；

图5：本发明的入射平行光光轴平行度测量原理图；

图6：本发明的出射平行光光轴平行度测量原理图；

图7：本发明的离轴卡式平行光管装置自准直检验的波前图；

图8：本发明的离轴卡式平行光管装置自准直检验的点列图；

图9：本发明的CCD支路中心视场和边缘视场三个视场的波前图；

图10：本发明的CCD支路中心视场和边缘视场三个视场的点列图。

具体实施方式

结合附图1-10，对本发明的具体实施方式作如下说明：

如图1-6所示，一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，包括:高精度五维调整架1、标准平面反射镜2、离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5、干涉仪6、第二分光镜7、第三分光镜8、激光器9、积分球10、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13和计算机14。标准平面反射镜2安装在高精度五维调整架1上，高精度五维调整架1的精度为1urad；标准平面反射镜2的面型精度为λ/60；干涉仪6为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。

离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5组成离轴卡式平行光管装置，离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。

第一分光镜5、干涉仪6组成干涉仪支路。第二分光镜7、第三分光镜8、激光器9、积分球10组成激光器支路；

激光器支路中，激光器通过光纤将激光光束耦合至平行光管，为对激光器和光纤选型，需要对相关参数进行计算。根据激光器光束发散全角和系统焦距，计算光纤芯径为：光纤芯径＝发散全角×系统焦距，采用积分球作为光源，用于均匀激光器发出的激光光束的强度。

第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13、计算机14组成CCD支路。CCD支路中，第一光楔11、第二光楔12用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20。

CCD相机13选型根据系统焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据系统焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，

相机靶面尺寸＝系统焦距×收发全角，

像元尺寸＝系统焦距×最小分辨角度，

CCD相机13靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机13像元尺寸要小于计算尺寸，计算机14连接在CCD相机13上并对CCD相机13采集数据进行图像处理。

图2为本发明的离轴抛物面主镜的自准直法检测原理图。如图2所示，干涉仪6发射的光线经离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，实现对离轴抛物面主镜3的检测。

图3为本发明的双曲面次镜的无像差点法检测原理图。如图3所示，干涉仪6发射的光线依次经第一分光镜5、双曲面次镜4射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪6上，实现对双曲面次镜4的检测。

图4为本发明的离轴卡式平行光管装置的自准直法检测原理图。如图4所示，干涉仪6发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3后，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

图5为本发明的入射平行光光轴平行度测量原理图。如图5所示，干涉仪支路中的干涉仪6发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，在经标准平面反射镜2反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验。

图6为本发明的出射平行光光轴平行度测量原理图。如图6所示，激光器支路中的激光器9发射的激光，经积分球10均匀光源后，依次经第三分光镜8、第二分光镜7，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。

一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统的测量方法，其具体步骤如下：

S1、离轴抛物面主镜3的检测：

标准平面反射镜2放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪6发射的光线经离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6检测离轴抛物面主镜3是否符合要求；

S2、双曲面次镜4的检测：

利用干涉仪6发射的光线依次经第一分光镜5、双曲面次镜4射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6检测双曲面次镜4是否符合要求；

S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：

利用干涉仪6发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3后，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

S4、基准轴的确定：

调整干涉仪6的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为系统基准轴；

S5、CCD相机13调整：

在系统基准轴确定后，调整CCD相机13，使焦点大致处于CCD相机13中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机13使圆心坐标位于靶面正中心；

S6、入射光轴平行度测量检验：

将干涉仪支路中的干涉仪6发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，在经标准平面反射镜2反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；

S7、出射光轴平行度测量检验：

将激光器支路中的激光器9发射的激光，经积分球10均匀光源后，依次经第三分光镜8、第二分光镜7，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示；通过使用积分球10作为均匀光源，调整激光器9改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。

入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α可通过计算公式进行计算，其中△α的计算公式为：

其中，(x₁,y₁)为系统基准轴对应的圆心坐标，(x₂,y₂)为不同角度对应的圆心坐标，f为系统总焦距。

本发明的一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其系统镜面具体数据见表一：

表一、系统镜面数据

名称	顶点曲率	材料	圆锥系数	离轴量
					抛物面主镜	-2000	MIRROR	-1	-375
双曲面次镜	-567	MIRROR	-2.25	-90
					第一分光镜	无限	SILICA
第二分光镜	无限	SILICA
					第三分光镜	无限	SILICA
第一光楔	无限	CAF2
					第二光楔	无限	CAF2

其中，通过检测可得，离轴卡式平行光管装置自准直检验的波前图，如图7所示；离轴卡式平行光管装置自准直检验的点列图，如图8所示。由图7、8可知，满足RMS<λ/40的要求，光斑位于艾利斑内，满足检测要求。

其中，通过检测可得，CCD支路中心视场和边缘视场三个视场波前图如图9所示，点列图如图10所示。由图9、10可知，都达到RMS<λ/40的要求，光斑基本位于艾利斑内，达到衍射极限，满足系统要求。

一般的平行度测量方法受到装置结构限制，焦距无法太长，精度可达几个秒级，大约在20-30urad左右。根据相机靶面尺寸＝系统焦距×收发全角，系统焦距5000mm，收发全角1mrad，测量靶面尺寸应大于5mm。以2/3英寸CCD相机为例，像元尺寸为3.45um*3.45um，分辨率2448*2048，靶面大小满足要求。光轴平行度具体测量精度和相机像元大小有关，2/3英寸CCD相机已可达urad级。本发明的一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，通过检测，验证了这一结果。

本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，采用离轴卡式平行光管装置作为提供入射光和出射光的共用支路，结构焦距长，焦平面焦点位置变化明显，检测方法精度高；干涉仪支路用于平面镜自准直法检测，提供系统基准轴，同时可以通过调整平面镜的俯仰的方式，达到改变入射平行光的角度；激光器支路用于提供出射平行光，积分球均匀光源，方便后续图像处理；CCD支路用于对焦点进行图像处理，采用易于加工的光楔设计，两个光楔校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，减小了轴外相差对测量结果的影响。

本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统及其测量方法，不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且系统焦距受限小，基准系统轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。

上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，包括:高精度五维调整架(1)、标准平面反射镜(2)、离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)、干涉仪(6)、第二分光镜(7)、第三分光镜(8)、激光器(9)、积分球(10)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)和计算机(14)；所述标准平面反射镜(2)安装在高精度五维调整架(1)上，所述离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)组成离轴卡式平行光管装置；所述第一分光镜(5)、干涉仪(6)组成干涉仪支路；所述第二分光镜(7)、第三分光镜(8)、激光器(9)、积分球(10)组成激光器支路；所述第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)、计算机(14)组成CCD支路；

所述干涉仪支路中的干涉仪(6)发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，在经标准平面反射镜(2)反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验；

所述激光器支路中的激光器(9)发射的激光，经积分球(10)均匀光源后，依次经第三分光镜(8)、第二分光镜(7)，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。

2.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述干涉仪(6)发射的光线经离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对离轴抛物面主镜(3)的检测；所述干涉仪(6)发射的光线依次经第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对双曲面次镜(4)的检测。

3.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述干涉仪(6)发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)后，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

4.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述高精度五维调整架(1)的精度为1urad。

5.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述标准平面反射镜(2)的面型精度为λ/60。

6.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。

7.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述干涉仪(6)为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。

8.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统，其特征在于，所述CCD支路中，第一光楔(11)、第二光楔(12)用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20；

所述CCD相机(13)选型根据系统焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据系统焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，

相机靶面尺寸＝系统焦距×收发全角，

像元尺寸＝系统焦距×最小分辨角度，

所述CCD相机(13)靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机(13)像元尺寸要小于计算尺寸，所述计算机(14)连接在CCD相机(13)上并对CCD相机(13)采集数据进行图像处理。

9.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统的测量方法，其特征在于，其具体步骤如下：

S1、离轴抛物面主镜(3)的检测：

标准平面反射镜(2)放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪(6)发射的光线经离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)检测离轴抛物面主镜(3)是否符合要求；

S2、双曲面次镜(4)的检测：

利用干涉仪(6)发射的光线依次经第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)检测双曲面次镜(4)是否符合要求；

S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：

利用干涉仪(6)发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)后，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)对离轴卡式平行光管装置自准直检验。

S4、基准轴的确定：

调整干涉仪(6)的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为系统基准轴；

S5、CCD相机(13)调整：

在系统基准轴确定后，调整CCD相机(13)，使焦点大致处于CCD相机(13)中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机(13)使圆心坐标位于靶面正中心；

S6、入射光轴平行度测量检验：

将干涉仪支路中的干涉仪(6)发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，在经标准平面反射镜(2)反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；

S7、出射光轴平行度测量检验：

将激光器支路中的激光器(9)发射的激光，经积分球(10)均匀光源后，依次经第三分光镜(8)、第二分光镜(7)，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示；通过使用积分球(10)作为均匀光源，调整激光器(9)改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。

10.根据权利要求9所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量系统的测量方法，其特征在于，在S6、S7步骤中，所述入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α的计算公式为：

其中，(x₁,y₁)为系统基准轴对应的圆心坐标，(x₂,y₂)为不同角度对应的圆心坐标，f为系统总焦距。

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