CN114326068A - 离轴非球面扩束组件装调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离轴非球面扩束组件装调方法，S1：使光源发出的光经非球面镜组和标准镜反射回来仍与发出的光重合；S2：将光源替换成自准直仪，观察自准直仪上的叉丝成像，并同步调整第二非球面镜，使自准直仪返回的叉丝重合；S3：将自准直仪替换成干涉仪，干涉仪对光路进行干涉测量，根据干涉仪测量得到的泽尼克多项式参数来调整第二非球面镜的姿态，直到干涉仪测量得到的波前最小；S4：使调焦电机直线运动，此时分析干涉仪测量得到的泽尼克多项式，若多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，而其他参数不变，则表示调整到位。本发明的有益效果是：能够实现非球面镜光轴的高精度调节。

Description

离轴非球面扩束组件装调方法

技术领域

本发明涉及高能激光技术领域，具体涉及一种离轴非球面扩束组件装调方法。

背景技术

离轴非球面光学元件具有增大视场范围、无中心遮拦，以及提高光学系统成像质量、减小尺寸和重量等优点，其在空间光学、军事国防、高科技民用等领域的应用越来越广泛。

由于离轴非球面镜存在离轴量，其几何轴与光轴不重合，在几何尺寸内不存在旋转对称轴，所以离轴非球面不具有旋转对称性，其装调难度极大。

因此，若要将离轴非球面的众多优越性广泛应用起来，设计一种离轴非球面光轴调整方法具有极其重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种离轴非球面扩束组件装调方法，能够实现非球面镜光轴的高精度调节。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种离轴非球面扩束组件装调方法，离轴非球面扩束组件包括第一非球面镜和第二非球面镜，其方法在于，包括步骤：

S1：通过调焦电机粗装第一非球面镜，通过调整平台粗装第二非球面镜，在光路的前端设置光源，在光路后端设置标准镜；调整第一非球面镜和第二非球面镜，使光源发出的光依次经第一非球面镜、第二非球面镜、标准镜、第二非球面镜、第一非球面镜反射回来，并且保证反射回来的光与光源发出的光重合；

S2：将所述步骤S1中的光源替换成自准直仪，观察自准直仪上的叉丝成像，并同步调整第二非球面镜，使自准直仪返回的叉丝重合；

S3：将所述步骤S2中的自准直仪替换成干涉仪，干涉仪对光路进行干涉测量，根据干涉仪测量得到的泽尼克多项式参数来调整第二非球面镜的姿态，直到干涉仪测量得到的波前最小；

S4：使调焦电机直线运动，此时分析干涉仪测量得到的泽尼克多项式，若多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，其他参数不变，则表示调整到位；若多项式中除和离焦有关的参数发生变化之外，其他参数也发生了变化，则需要调整调焦电机姿态，直至调焦电机直线运动时，多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，其他参数不变。

采用上述方法，步骤S1至S4分别对离轴非球面扩束组件进行了粗调、初步精调、精调和调焦电机运动方向的调节，能够保证调焦电机运动方向与光路轴线方向相同，实现了离轴非球面光轴的精确调节。

作为优选：所述光源为DPL光源。

作为优选：在所述步骤S2中，也可以用平行光管替代自准直仪。

作为优选：在所述步骤S1中，先粗调第一非球面镜和第二非球面镜的姿态，使光返回至光源附近，再调整第二非球面镜的姿态，使返回的光与光源发出的光重合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的离轴非球面扩束组件装调方法，步骤S1至S4分别对离轴非球面扩束组件进行了粗调、初步精调、精调和调焦电机运动方向的调节，能够保证调焦电机运动方向与光路轴线方向相同，从而实现离轴非球面光轴的精确调节。

附图说明

图1为离轴非球面扩束组件的光路结构示意图；

图2为步骤S1中的光路示意图；

图3为步骤S2中的光路示意图；

图4为步骤S3和S4中的光路示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

图1展示了一种典型的离轴非球面扩束组件结构，其包括第一非球面镜1和第二非球面镜2。对该离轴非球面扩束组件进行调装的方法包括以下步骤：

S1：请参图2，先通过调焦电机3粗装第一非球面镜1，通过调整平台粗装第二非球面镜2，并在光路的前端设置DPL光源4，在光路后端设置标准镜5；

然后粗调第一非球面镜1和第二非球面镜2的姿态，使DPL光源4发出的光依次经第一非球面镜1→第二非球面镜2→标准镜5→第二非球面镜2→第一非球面镜1反射回光源4附近，最后再调整第二非球面镜2的姿态，使返回的光与光源4发出的光重合，至此完成粗调。

S2：请参图3，将步骤S1中的光源4替换成自准直仪6或平行光管，本步骤以自准直仪6为例进行详细说明；

保持第一非球面镜1、第二非球面镜2、标准镜5不动，自准直仪6发出的光依次经第一非球面镜1→第二非球面镜2→标准镜5→第二非球面镜2→第一非球面镜1返回到自准直仪6，此时会在自准直仪6上看到叉丝成像，然后观察叉丝位置的同时调整第二非球面镜2的姿态，使得自准直仪6返回的叉丝重合，至此完成初步精调。

S3：请参图4，将步骤S2中的自准直仪6替换成干涉仪7，在初步精调完成后，保持第一非球面镜1、第二非球面镜2、标准镜5不动，干涉仪7发出的光依次经第一非球面镜1→第二非球面镜2→标准镜5→第二非球面镜2→第一非球面镜1返回到干涉仪7，然后进行干涉测量，根据干涉仪7测量得到的泽尼克多项式参数来调整第二非球面镜2的姿态，直到干涉仪7测量得到的波前最小，至此完成精调。

S4：请参图4，在精调完成后，保持第一非球面镜1、第二非球面镜2、标准镜5不动，驱动调焦电机3直线运动，此时分析干涉仪7测量得到的泽尼克多项式，若多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，其他参数不变，则表示调整到位；若多项式中除和离焦有关的参数发生变化之外，其他参数也发生了变化，则需要调整调焦电机3姿态，直至调焦电机3直线运动时，泽尼克多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，而其他参数基本不发生变化，则实现了调焦电机3运动方向与光路轴线方向相同。从而实现离轴非球面光轴的精确调节。

在本实施例中，调焦电机3实现姿态调节和直线运动调节的结构为本领域成熟技术，此处不再赘述。能够实现第二非球面镜2调节的调整平台可以采用常规的二维调整台，其结构不再进一步赘述。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种离轴非球面扩束组件装调方法，离轴非球面扩束组件包括第一非球面镜(1)和第二非球面镜(2)，其方法在于，包括步骤：

S1：通过调焦电机(3)粗装第一非球面镜(1)，通过调整平台粗装第二非球面镜(2)，在光路的前端设置光源(4)，在光路后端设置标准镜(5)；调整第一非球面镜(1)和第二非球面镜(2)，使光源(4)发出的光依次经第一非球面镜(1)、第二非球面镜(2)、标准镜(5)、第二非球面镜(2)、第一非球面镜(1)反射回来，并且保证反射回来的光与光源(4)发出的光重合；

S2：将所述步骤S1中的光源(4)替换成自准直仪(6)，观察自准直仪(6)上的叉丝成像，并同步调整第二非球面镜(2)，使自准直仪(6)返回的叉丝重合；

S3：将所述步骤S2中的自准直仪(6)替换成干涉仪(7)，干涉仪(7)对光路进行干涉测量，根据干涉仪(7)测量得到的泽尼克多项式参数来调整第二非球面镜(2)的姿态，直到干涉仪(7)测量得到的波前最小；

S4：使调焦电机(3)直线运动，此时分析干涉仪(7)测量得到的泽尼克多项式，若多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，其他参数不变，则表示调整到位；若多项式中除和离焦有关的参数发生变化之外，其他参数也发生了变化，则需要调整调焦电机(3)姿态，直至调焦电机(3)直线运动时，多项式中仅有和离焦有关的参数发生变化，其他参数不变。

2.根据权利要求1所述的离轴非球面扩束组件装调方法，其特征在于：所述光源(4)为DPL光源。

3.根据权利要求1所述的离轴非球面扩束组件装调方法，其特征在于：在所述步骤S2中，也可以用平行光管替代自准直仪(6)。

4.根据权利要求1所述的离轴非球面扩束组件装调方法，其特征在于：在所述步骤S1中，先粗调第一非球面镜(1)和第二非球面镜(2)的姿态，使光返回至光源(4)附近，再调整第二非球面镜(2)的姿态，使返回的光与光源(4)发出的光重合。

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