KR20220029870A - 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치 및 이를 이용한 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법에 관한 것으로 오목 거울인 주반사경부와 볼록거울인 부반사경부, 부반사경부에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치이며, 광학 정렬용 빔을 조사하는 광원부, 상기 주반사경부와 마주보고 위치되어 상기 광학 정렬용 빔을 상기 주반사경부로 전달하는 평면 반사경부, 상기 평면 반사경부에서 반사된 광학 정렬용 빔이 입사되어 빔의 파면 측정이 가능한 파면 센서부를 포함하여 연결 반사경부, 주경 반사경, 부경 반사경에서 반사되어 되돌아 오는 빔의 파면을 실시간으로 측정이 가능하여 반복적인 정렬 작업 중에 정렬 상태를 확인할 수 있어 광학 정렬의 정밀도를 향상시키고, 광학 정렬 작업 시 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

Description

비축 포물 망원경의 정렬 측정장치 및 이를 이용한 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법{MEASURING DEVICE OF ALIGNMENT STATE OF OFF-AXIS PARABOLIC TELESCOPE AND METHOD OF OPTICS ALIGNMENT USING THE SAME}
본 발명은 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치 및 이를 이용한 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 2매의 비축 포물경으로 구성된 비축망원경은 도 1을 참고하면 오목 거울인 주반사경(1)과 볼록거울인 부반사경(2), 부반사경(2)에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경(3)을 포함한다.
2매의 비축 포물경으로 구성된 비축망원경은 제조 시 또는 장기간 사용 중에 외부 환경적 요인으로 구조적 변형이 발생되고, 이에 따라 광학 정렬 상태가 변경되어 광학 성능이 저하되므로 주기적으로 광학 정렬 상태를 점검해야 한다.
종래의 비축 망원경을 정렬하는 방법은 He-Ne 레이저(파장 : 633 nm)와 기구적인 정렬 치구(핀홀 등)를 이용하여 연결 반사경, 부경 반사경, 주경 반사경의 대략적인 정렬 작업인 거친 정렬을 수행한다.
그리고, 일반적으로 사용하는 간섭계를 Ne-He 레이저의 경로와 동일한 경로로 측정할 수 있도록 설치한다. 설치된 상태에서 정렬 작업을 진행하고, 정렬 진행 후 간섭계를 통해 간섭무늬 측정을 하는 방식으로 반복적인 작업을 수행하는 미세 정렬 작업을 한다.
종래의 비축 망원경을 정렬하는 방법은 망원경에서 사용하는 파장(1064 nm)과 정렬에 사용하는 광원의 파장(633 nm)이 다르기 때문에 망원경에 사용하는 반사경에 633 nm 파장에 대한 반사율이 높도록 제작 해야 정렬이 가능하므로 실제 사용하는 파장에 대한 반사율을 높이는데 기술적 어려움이 있고, 이에 따른 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한 종래의 비축 망원경을 정렬하는 방법은 거친 정렬과 미세 정렬이 서로 다른 광원으로 하기 때문에 별도의 정렬 작업이 추가적으로 해야 하는 단점이 있고, 일반 간섭계는 정렬을 진행하면서 실시간으로 파면을 확인하는데 어려움이 있다.
또한, 종래의 비축 망원경을 정렬하는 방법은 제작하면서 비축포물경인 주경과 부경 사이의 정렬 상태를 바로 측정할 수 없어 별도의 정렬 작업으로 인한 제작 효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
0001)한국특허등록 제0469093호 "편향 광축 반사 망원경"(2005.01.21.등록)
본 발명의 목적은 별도의 광원을 이용하여 연결 반사경과 비축 형태인 주경 반사경, 부경 반사경에서 반사되어 되돌아오는 파면을 실시간으로 측정이 가능하여 정렬 상태를 확인하면서 정렬을 동시에 가능하도록 하여 광학 정렬의 정밀도를 향상시키고, 광학 정렬 작업 시 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치 및 이를 이용한 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치는, 오목 거울인 주반사경부와 볼록거울인 부반사경부, 부반사경부에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치이며, 광학 정렬용 빔을 조사하는 광원부, 상기 주반사경부와 마주보고 위치되어 상기 광학 정렬용 빔을 상기 주반사경부로 전달하는 평면 반사경부, 상기 평면 반사경부에서 반사된 광학 정렬용 빔이 입사되어 빔의 파면 측정이 가능한 파면 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법은 오목 거울인 주반사경부와 볼록거울인 부반사경부, 부반사경부에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 광학 정렬 방법이며, 광원부에서 출력된 광학 정렬용 빔을 상기 연결 반사경부, 상기 부반사경부, 상기 주반사경부를 거쳐 주반사경부에 마주보고 있는 평면 반사경부로 반사시켜 다시 상기 주반사경부, 상기 부반사경부, 상기 연결 반사경부를 거쳐 파면 센서부로 입사시키고, 상기 파면 센서부에 입사된 광학 정렬용 빔의 파면을 확인하면서 상기 주반사경부와 상기 부반사경부를 틸팅시켜 광학 정렬하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 별도의 광원을 이용하여 연결 반사경부와 비축 형태인 주경 반사경, 부경 반사경에서 반사되어 되돌아 오는 빔의 파면을 실시간으로 측정이 가능하여 반복적인 정렬 작업 중에 정렬 상태를 확인할 수 있어 광학 정렬의 정밀도를 향상시키고, 광학 정렬 작업 시 소요되는 시간을 크게 단축시키는 효과가 있다.
본 발명은 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔 크기에 따라 확대 또는 축소되는 배율을 조절할 수 있어 실제 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔의 영역에 대해 파면 형태를 확인하여 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 더 정밀하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 2매의 비축 포물경으로 구성된 일반적인 비축망원경의 구조를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예에서 평면 반사경부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치에서 파면이 변형된 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사하는 모습을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치에서 파면이 변형된 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사할 때 센서에서 측정된 점 영상 형태를 보여주는 도면.
도 6은 2매의 비축 포물경으로 구성된 비축망원경을 광학 정렬 전과 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치를 이용하여 광학 정렬한 후를 비교한 도면.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예에서 평면 반사경부(200)의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 오목 거울인 주반사경부(10)와 볼록거울인 부반사경부(20), 부반사경부(20)에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부(30)를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치이다.
비축 포물 망원경은 도시되지 않았지만 주반사경부(10)의 반사각도를 조절할 수 있는 주반사경용 틸팅부와 부반사경부(20)의 반사각도를 조절할 수 있는 부반사경용 틸팅부를 포함하여 주반사경부(10)의 반사각도와 부반사경부(20)의 반사각도를 각각 조절하여 광학 정렬을 수행할 수 있다.
주반사경용 틸팅부와 부반사경용 틸팅부는 각각 X축, Y축, Z축 방향의 3방향 회전축을 구비하여 3방향으로 모두 틸팅이 가능하여 반사각도를 조절할 수 있다.
주반사경용 틸팅부와 부반사경용 틸팅부는 도시되지 않았지만 각각 X축, Y축, Z축 방향의 3방향 회전축을 구비하여 3방향으로 모두 틸팅이 가능한 공지의 구조로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
비축 포물 망원경은 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30), 주반사경부(10)를 X축, Y축, Z축 방향의 3방향으로 틸팅할 수 있는 주반사경용 틸팅부, 부반사경부(20)를 X축, Y축, Z축 방향의 3방향으로 틸팅할 수 있는 부반사경용 틸팅부를 포함하는 공지의 망원경 구조인 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광학 정렬용 빔을 조사하는 광원부(100), 주반사경부(10)를 마주보고 위치되어 광학 정렬용 빔을 주반사경부(10)로 전달하는 평면 반사경부(200), 평면 반사경부(200)에서 반사된 광학 정렬용 빔이 입사되어 빔의 파면 측정이 가능한 파면 센서부(300)를 포함한다.
광학 정렬용 빔은 광원부(100)에서 조사된 후 연결 반사경부(30), 부반사경부(20), 상기 주반사경부(10), 평면 반사경부(200)로 전달되고, 평면 반사경부(200)에서 반사된 후 다시 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30)를 거쳐 파면 센서부(300)로 전달된다.
파면 센서부(300)는 광원부(100)와 마주보게 위치되고, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광원부(100)와 파면 센서부(300)의 사이에 위치되어 광원부(100)에서 조사되는 빔을 반사하여 연결 반사경부(30)로 전달하는 광학 정렬용 반사부(400)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광학 정렬용 반사부(400)와 파면 센서부(300) 사이에 위치되어 광학 정렬용 반사부(400)에서 반사된 광학 정렬용 빔이 통과되고, 평면 반사경부(200)에 의해 반사되어 되돌아오는 광학 정렬용 빔을 반사하여 파면 센서부(300)로 입사시키는 빔분할부(500)를 더 포함한다.
더 상세하게 광학 정렬용 반사부(400)는 빔분할부(500)와 광원부(100) 사이에서 광원부(100)와 마주보게 위치되어 광원부(100)에서 조사되는 광학 정렬용 빔을 1차로 반사하여 빔의 경로를 변경하는 제1반사경부(410), 제1반사경부(410)에서 반사된 광학 정렬용 빔을 2차로 반사하여 빔의 경로를 변경하는 제2반사경부(420), 제2반사경부(420)에서 반사된 광학 정렬용 빔을 3차로 반사하여 빔의 경로를 변경하고 빔분할부(500)를 통과하게 하는 제3반사경부(430)를 포함한다.
제2반사경부(420)는 제1반사경부(410)의 하부 측 수직방향으로 이격되게 위치되고, 제3반사경부(430)는 제2반사경부(420)와 마주보고 빔분할부(500)의 하부 측 수직방향으로 위치되고 연결 반사경부(30)와 마주보게 위치된다.
빔분할부(500)는 연결 반사경부(30)의 하부 측 수직 방향에 위치되고 제3반사경부(430)와 연결 반사경부(30) 사이에 위치된다.
즉, 제1반사경부(410)는 광원부(100)에서 조사되는 광학 정렬용 빔을 90도로 반사하여 제2반사경부(420)로 전달하고, 제2반사경부(420)는 제1반사경부(410)에서 반사된 광학 정렬용 빔을 90도로 반사하여 제3반사경부(430)로 전달하고, 제3반사경부(430)는 제1반사경부(410)에서 반사된 광학 정렬용 빔을 90도로 반사하여 빔분할부(500)를 통해 연결 반사경부(30)로 전달되도록 한다.
연결 반사경부(30)로 전달된 광학 정렬용 빔은 연결 반사경부(30)에서 반사되어 부경 반사경부와 주반사경부(10)를 거쳐 평면 반사경부(200)로 반사되어 다시 되돌아오게 된다.
즉, 평면 반사경부(200)에서 반사된 광학 정렬용 빔은 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30), 빔분할부(500)를 통해 파면 센서부(300)로 입사된다.
한편, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광원부(100)의 출력단에 위치되어 빔을 평행한 빔으로 성형하는 빔시준부(600)를 더 포함한다.
광원부(100)는 광섬유로 비축 포물 망원경에서 사용할 파장을 가지는 빔을 출력하는 공지의 광원인 것을 일 예로 하고 이외에도 비축 포물 망원경에서 사용할 파장을 가지는 빛을 출력할 수 있는 공지의 광원부(100)로 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
빔시준부(600)는 광원부(100)에서 출력되는 광학 정렬용 빔을 평행한 빔으로 성형하여 광축 정렬 시 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광학 정렬용 반사부(400)와 광원부(100) 사이에 위치되어 광학 정렬용 빔의 크기를 확대하는 빔 확대부(700)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 광학 정렬용 반사부(400)와 파면 센서부(300) 사이에 위치되어 파면 센서부(300)로 입사되는 광학 정렬용 빔의 크기를 축소하는 빔 축소부(800)를 더 포함할 수 있다.
빔 확대부(700)는 입사되는 광학 정렬용 빔을 한 초점으로 모은 후 확대시키는 제1빔확대용 렌즈부(710), 제1빔확대용 렌즈부(710)와 이격되게 위치되어 초점을 통과하여 확대된 광학 정렬용 빔을 평행한 빔으로 성형하는 제2빔확대용 렌즈부(720)를 포함한다.
빔 축소부(800)는 입사되는 광학 정렬용 빔을 한 초점으로 모은 후 축소시키는 제1빔축소용 렌즈부(810), 제1빔축소용 렌즈부(810)와 이격되게 위치되어 초점을 통과하여 확대된 광학 정렬용 빔을 평행한 빔으로 성형하는 제2빔축소용 렌즈부(820)를 포함한다.
빔 확대부(700)는 제2빔확대용 렌즈부(720)의 위치를 조정하여 확대되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절할 수 있다.
빔 축소부(800)는 제2빔축소용 렌즈부(820)의 위치를 조정하여 축소되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절할 수 있다.
빔 확대부(700)는 제2빔확대용 렌즈부(720)를 직선 왕복 이동시켜 확대되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절하는 빔 확대용 직선이동부(730)를 더 포함할 수 있다.
또한, 빔 축소부(800)는 제2빔축소용 렌즈부(820)를 직선 왕복 이동시켜 축소되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절하는 빔 축소용 직선이동부(830)를 더 포함할 수 있다.
빔 확대용 직선이동부(730)와 빔 축소용 직선이동부(830)는 스크류 방식의 리니어 액추에이터인 것을 일 예로 하고, 랙기어와 랙기어에 맞물려 모터에 의해 회전되는 피니언 기어를 포함하여 모터의 회전력을 직선 이동으로 변환하는 랙과 피니언 구조체, 유압 실린더 등 공지의 직선 이동 기기를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
빔 확대부(700)와 빔 축소부(800)는 측정할 빔의 크기와 파면 센서부(300)의 측정 범위를 고려하여 변경하여 적용이 가능하다.
또한, 빔 확대부(700)와 빔 축소부(800)는 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔 크기에 따라 확대 또는 축소되는 배율을 조절할 수 있어 실제 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔의 영역에 대해 파면 형태를 확인하여 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 더 정밀하게 수행할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예는 평면 반사경부(200)를 틸팅시키는 평면 반사경 틸팅부(900)를 더 포함할 수 있다.
평면 반사경 틸팅부(900)는 평면 반사경부(200)를 X축 방향과 Y축 방향으로 틸팅시켜 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 정렬 즉, 광축 정렬을 위해 주반사경부(10)의 틸팅 또는 부반사경부(20)의 틸팅 시 틀어진 광축을 보상할 수 있도록 한다.
더 상세하게 평면 반사경 틸팅부(900)는 평면 반사경부(200)가 X축 방향으로 회전 가능하게 제1힌지부(911)로 연결되는 제1반사경 틸팅부재(910), 평면 반사경부(200)를 X축 방향으로 회전시키는 제1틸팅용 회전모터부(920), 제1반사경 틸팅부재(910)가 Y축 방향으로 회전 가능하게 제2힌지부(931)로 연결되는 제2반사경 틸팅부재(930), 제1반사경 틸팅부재(910)를 Y축 방향으로 회전시키는 제2틸팅용 회전모터부(940)를 포함한다.
제1힌지부(911)는 세로로 세워진 제1반사경 틸팅용 회전축(912)을 포함하여 제1반사경 틸팅용 회전축(912)을 중심으로 평면 반사경부(200)를 회전시켜 평면 반사경부(200)를 X축 방향으로 회전시키는 것을 일 예로 한다.
또한, 제2힌지부(931)는 가로로 눕혀진 즉, 수평으로 위치된 제2반사경 틸팅용 회전축(932)을 포함하여 제2반사경 틸팅용 회전축(932)을 중심으로 평면 반사경부(200)를 회전시켜 평면 반사경부(200)를 Y축 방향으로 회전시키는 것을 일 예로 한다.
평면 반사경 틸팅부(900)는 평면 반사경부(200)를 X축 방향과 Y축 방향으로 틸팅시켜 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 정렬 즉, 광축 정렬을 위해 주반사경부(10)의 틸팅 또는 부반사경부(20)의 틸팅 시 틀어진 광축을 보상할 수 있도록 한다.
평면 반사경 틸팅부(900)는 주반사경용 틸팅부, 부반사경용 틸팅부의 작동을 제어하고, 광원부(100) 및 파면 센서부(300)와 연결되는 광학 정렬 제어부(미도시)에 연결되어 작동이 제어된다.
광학 정렬 제어부(미도시)는 광원부(100), 주반사경용 틸팅부, 부반사경용 틸팅부, 평면 반사경 틸팅부(900)의 작동을 제어하면서 파면 센서부(300)로 광학 정렬용 빔의 파면을 실시간 확인하면서 주반사경부와 부반사경부의 광학 정렬을 수행함을 밝혀둔다.
한편, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치의 일 실시예에서 파면 센서부(300)는 실기간으로 파면 측정이 가능하고 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 정렬에 의한 파면 변화를 바로 확인할 수 있는 샥-하트만 파면센서인 것을 일 예로 한다.
샥-하트만 파면센서는 입사되는 빔의 파면을 실시간으로 측정할 수 있는 공지의 센서임을 밝혀둔다.
도 4는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치에서 파면이 변형된 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사하는 모습을 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치에서 파면이 변형된 광학 정렬용 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사할 때 센서에서 측정된 점 영상 형태를 보여주는 도면이다.
도 4는 비축 망원경 정렬 상태를 확인하기 위한 샥-하트만 파면센서의 구조를 도시하고 정렬 정렬에 의해 변화된 파면을 가진 레이저 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사하면 센서 안에 있는 마이크로 렌즈(310)에 의해 집속되고 집속된 광학 정렬용 빔은 파면의 변화량에 따라 센서 어레이(320)에서 집속되는 빔 위치가 변경된다. 또한, 도 5은 파면이 변형된 광학 정렬용 빔이 샥-하트만 파면센서에 입사되면 마이크로 렌즈에 의해 빔속되는 빔의 위치가 변화되는 것을 나타낸다.
이러한 방식을 이용하여 샥-하트만 파면센서는 실기간으로 파면 측정이 가능하고 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 정렬에 의한 파면 변화를 바로 확인하기 때문에 정확하게 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 광학정렬이 가능하다.
도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치를 이용하여 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법을 설명하면 아래와 같다.
비축 포물 망원경의 정렬은 즉, 주반사경부(10) 또는 부반사경부(20)의 정렬은 상당히 정밀하게 해야 하기 때문에 주반사경부(10)는 주반사경용 틸팅부에 의해 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅될 수 있고, 부반사경부(20)는 부반사경용 틸팅부에 의해 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅될 수 있다.
즉, 주반사경부(10)는 주반사경이 장착되는 주반사경 마운트를 포함하고, 주반사경 마운트에는 주반사경이 장착되고 주반사경을 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하는 주반사경용 틸팅부가 위치된다.
또한, 부반사경부(20)는 부반사경이 장착되는 부반사경 마운트를 포함하고, 부반사경 마운트에는 부반사경이 장착되고 부반사경을 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하는 부반사경용 틸팅부가 위치된다.
주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 구조는 상기에서 설명한 바와 같이 비축 포물 망원경의 공지된 구조이며 비축 포물 망원경은 주반사경부(10)와 부반사경부(20)를 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하여 정렬할 수 있다.
본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치에서 광원부(100)에서 출력된 광학 정렬용 빔은 빔 확대부(700)를 통해 확대된 후 광학 정렬용 반사부(400)를 통해 반사되어 연결 반사경부(30), 부반사경부(20), 주반사경부(10)를 거쳐 평면 반사경부(200)에서 반사되어 다시 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30), 빔분할부(500), 빔 축소부(800)를 통과하여 파면 센서부(300)로 입사된다.
즉, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치를 이용한 광학 정렬 방법은 광원부(100)에서 출력된 광학 정렬용 빔이 빔 확대부(700), 광학 정렬용 반사부(400), 연결 반사경부(30), 부반사경부(20), 주반사경부(10)를 거쳐 평면 반사경부(200)에서 반사되어 다시 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30), 빔분할부(500), 빔 축소부(800)를 통과하여 파면 센서부(300)로 입사되는 중에 주반사경부(10)와 부반사경부(20)를 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하고, 샥-하트만 파면센서로 실시간으로 파면을 확인하면서 정확하게 주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 광학 정렬을 수행할 수 있다.
또한, 주반사경부(10)와 부반사경부(20)를 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하고, 샥-하트만 파면센서로 실시간으로 파면을 확인하면서 광학 정렬을 수행하는 중에 평면 반사경부(200)는 평면 반사경용 틸팅부로 X축, Y축 방향으로 틸팅하면서 주반사경부(10)와 부반사경부(20)가 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 미세 정렬 중에 발생되는 광축을 보상할 수 있어 주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 광학 정렬을 더 정확하게 수행할 수 있도록 한다.
도 6은 2매의 비축 포물경으로 구성된 비축망원경을 광학 정렬 전과 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치를 이용하여 광학 정렬한 후를 비교한 도면이다.
본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정방법은 광원부(100)에서 출력된 광학 정렬용 빔을 연결 반사경부(30), 부반사경부(20), 주반사경부(10)를 거쳐 주반사경부(10)에 마주보고 있는 평면 반사경부(200)로 반사시켜 다시 주반사경부(10), 부반사경부(20), 연결 반사경부(30)를 거쳐 파면 센서부(300)로 입사시키고, 파면 센서부(300)에 입사된 광학 정렬용 빔의 파면을 확인하면서 주반사경부(10)와 부반사경부(20)를 틸팅시켜 광학 정렬할 수 있다.
본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정방법은 샥-하트만 파면센서로 광학 정렬용 빔의 파면을 주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 정렬 작업 중 실시간으로 확인하면서 주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 정렬 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정방법은 주반사경부(10)와 부반사경부(20)를 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하여 미세 정렬 중에 발생되는 광축을 X축, Y축 방향으로 틸팅하면서 보상할 수 있어 주반사경부(10)와 부반사경부(20)의 광학 정렬을 더 정확하게 수행할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 비축 포물 망원경의 정렬 측정방법을 통해 도 6에서와 같이 2매의 비축 포물경으로 구성된 비축망원경을 정확하게 광학 정렬시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 별도의 광원을 이용하여 연결 반사경과 비축 형태인 주경 반사경, 부경 반사경에서 반사되어 되돌아오는 빔의 파면을 실시간으로 측정이 가능하여 반복적인 정렬 작업 중에 정렬 상태를 확인할 수 있어 광학 정렬의 정밀도를 향상시키고, 광학 정렬 작업 시 소요되는 시간을 크게 단축시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔 크기에 따라 확대 또는 축소되는 배율을 조절할 수 있어 실제 비축 포물 망원경에서 사용되는 빔의 영역에 대해 파면 형태를 확인하여 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 더 정밀하게 수행할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : 주반사경부 20 : 부반사경부
30 : 연결 반사경부 100 : 광원부
200 : 평면 반사경부 300 : 파면 센서부
400 : 광학 정렬용 반사부 410 : 제1반사경부
420 : 제2반사경부 430 : 제3반사경부
500 : 빔분할부 600 : 빔시준부
700 : 빔 확대부 710 : 제1빔확대용 렌즈부
720 : 제2빔확대용 렌즈부 730 : 빔 확대용 직선이동부
800 : 빔 축소부 810 : 제1빔축소용 렌즈부
820 : 제2빔축소용 렌즈부 830 : 빔 축소용 직선이동부
900 : 평면 반사경 틸팅부 910 : 제1반사경 틸팅부재
911 : 제1힌지부 912 : 제1반사경 틸팅용 회전축
920 : 제1틸팅용 회전모터부 930 : 제2반사경 틸팅부재
931 : 제2힌지부 932 : 제2반사경 틸팅용 회전축
940 : 제2틸팅용 회전모터부

Claims (20)

  1. 오목 거울인 주반사경부와 볼록거울인 부반사경부, 부반사경부에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치이며,
    광학 정렬용 빔을 조사하는 광원부;
    상기 주반사경부와 마주보고 위치되어 상기 광학 정렬용 빔을 상기 주반사경부로 전달하는 평면 반사경부; 및
    상기 평면 반사경부에서 반사된 광학 정렬용 빔이 입사되어 빔의 파면 측정이 가능한 파면 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 파면 센서부는 실기간으로 파면 측정이 가능하고 상기 주반사경부 또는 상기 부반사경부의 정렬에 의한 파면 변화를 바로 확인할 수 있는 샥-하트만 파면센서인 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 정렬용 빔은 광원부에서 조사된 후 상기 연결 반사경부, 상기 부반사경부, 상기 주반사경부, 평면 반사경부로 전달되고, 상기 평면 반사경부에서 반사된 후 다시 상기 주반사경부, 상기 부반사경부, 상기 연결 반사경부를 거쳐 상기 파면 센서부로 전달되는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원부와 상기 파면 센서부의 사이에 위치되어 상기 광원부에서 조사되는 빔을 반사하여 상기 연결 반사경부로 전달하는 광학 정렬용 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광학 정렬용 반사부와 파면 센서부 사이에 위치되어 광학 정렬용 반사부에서 반사된 광학 정렬용 빔이 통과되고, 평면 반사경부에 의해 반사되어 되돌아오는 광학 정렬용 빔을 반사하여 파면 센서부로 입사시키는 빔분할부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 광학 정렬용 반사부는,
    상기 빔분할부와 상기 광원부 사이에서 상기 광원부와 마주보게 위치되어 상기 광원부에서 조사되는 광학 정렬용 빔을 1차로 반사하여 빔의 경로를 변경하는 제1반사경부;
    상기 제1반사경부에서 반사된 상기 광학 정렬용 빔을 2차로 반사하여 빔의 경로를 변경하는 제2반사경부;
    상기 제2반사경부에서 반사된 상기 광학 정렬용 빔을 3차로 반사하여 빔의 경로를 변경하고 상기 빔분할부를 통과하게 하는 제3반사경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원부의 출력단에 위치되어 빔을 평행한 빔으로 성형하는 빔시준부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 광학 정렬용 반사부와 상기 광원부 사이에 위치되어 광학 정렬용 빔의 크기를 확대하는 빔 확대부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 빔 확대부는,
    입사되는 광학 정렬용 빔을 한 초점으로 모은 후 확대시키는 제1빔확대용 렌즈부; 및
    상기 제1빔확대용 렌즈부와 이격되게 위치되어 초점을 통과하여 확대된 광학 정렬용 빔을 평행한 빔으로 성형하는 제2빔확대용 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 빔 확대부는,
    상기 제2빔확대용 렌즈부를 직선 왕복 이동시켜 확대되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절하는 빔 확대용 직선이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 광학 정렬용 반사부와 상기 파면 센서부 사이에 위치되어 상기 파면 센서부로 입사되는 광학 정렬용 빔의 크기를 축소하는 빔 축소부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 빔 축소부는,
    입사되는 광학 정렬용 빔을 한 초점으로 모은 후 축소시키는 제1빔축소용 렌즈부; 및
    상기 제1빔축소용 렌즈부와 이격되게 위치되어 초점을 통과하여 확대된 광학 정렬용 빔을 평행한 빔으로 성형하는 제2빔축소용 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 빔 축소부는 상기 제2빔축소용 렌즈부를 직선 왕복 이동시켜 축소되는 광학 정렬용 빔의 크기를 조절하는 빔 축소용 직선이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 평면 반사경부를 틸팅시키는 평면 반사경 틸팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 평면 반사경 틸팅부는 상기 평면 반사경부를 X축 방향과 Y축 방향으로 틸팅시키는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 평면 반사경 틸팅부는,
    상기 평면 반사경부가 X축 방향으로 회전 가능하게 제1힌지부로 연결되는 제1반사경 틸팅부재;
    상기 평면 반사경부를 X축 방향으로 회전시키는 제1틸팅용 회전모터부;
    상기 제1반사경 틸팅부재가 Y축 방향으로 회전 가능하게 제2힌지부로 연결되는 제2반사경 틸팅부재; 및
    상기 제1반사경 틸팅부재를 Y축 방향으로 회전시키는 제2틸팅용 회전모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원부와 상기 파면 센서부의 사이에 위치되어 상기 광원부에서 조사되는 빔을 반사하여 상기 연결 반사경부로 전달하는 광학 정렬용 반사부;
    상기 광학 정렬용 반사부와 파면 센서부 사이에 위치되어 광학 정렬용 반사부에서 반사된 광학 정렬용 빔이 통과되고, 평면 반사경부에 의해 반사되어 되돌아오는 광학 정렬용 빔을 반사하여 파면 센서부로 입사시키는 빔분할부;
    상기 광원부의 출력단에 위치되어 빔을 평행한 빔으로 성형하는 빔시준부;
    상기 광학 정렬용 반사부와 상기 광원부 사이에 위치되어 광학 정렬용 빔의 크기를 확대하는 빔 확대부;
    상기 광학 정렬용 반사부와 상기 파면 센서부 사이에 위치되어 상기 파면 센서부로 입사되는 광학 정렬용 빔의 크기를 축소하는 빔 축소부를 더 포함하며,
    상기 광학 정렬용 빔은 상기 광원부에서 출력된 광학 정렬용 빔이 상기 빔 확대부, 상기 광학 정렬용 반사부, 상기 연결 반사경부, 상기 부반사경부, 상기 주반사경부를 거쳐 상기 평면 반사경부에서 반사되어 다시 상기 주반사경부, 상기 부반사경부, 상기 연결 반사경부, 상기 빔분할부, 상기 빔 축소부를 통과하여 상기 파면 센서부로 입사되며,
    상기 파면 센서부는 실기간으로 파면 측정이 가능하고 상기 주반사경부 또는 상기 부반사경부의 정렬에 의한 파면 변화를 바로 확인할 수 있는 샥-하트만 파면센서인 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 정렬 측정장치.
  18. 오목 거울인 주반사경부와 볼록거울인 부반사경부, 부반사경부에서 반사된 빛을 전달받아 망원경의 초점면에 상이 맺히게 하는 연결 반사경부를 포함하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬을 위한 광학 정렬 방법이며,
    광원부에서 출력된 광학 정렬용 빔을 상기 연결 반사경부, 상기 부반사경부, 상기 주반사경부를 거쳐 주반사경부에 마주보고 있는 평면 반사경부로 반사시켜 다시 상기 주반사경부, 상기 부반사경부, 상기 연결 반사경부를 거쳐 파면 센서부로 입사시키고, 상기 파면 센서부에 입사된 광학 정렬용 빔의 파면을 확인하면서 상기 주반사경부와 상기 부반사경부를 틸팅시켜 광학 정렬하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 파면 센서부는 실기간으로 파면 측정이 가능하고 주반사경부 또는 부반사경부의 정렬에 의한 파면 변화를 바로 확인할 수 있는 샥-하트만 파면센서이고, 샥-하트만 파면센서로 실시간으로 광학 정렬용 빔의 파면을 확인하면서 상기 주반사경부와 상기 부반사경부를 정렬하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 주반사경부과 상기 부반사경부를 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 틸팅하고, 상기 샥-하트만 파면센서로 실시간으로 파면을 확인하면서 광학 정렬을 수행하는 중에 상기 평면 반사경부는 평면 반사경용 틸팅부로 X축, Y축 방향으로 틸팅하면서 상기 주반사경부과 상기 부반사경부가 각각 X축, Y축, Z축 방향으로 미세 정렬 중에 발생되는 광축을 보상하는 것을 특징으로 하는 비축 포물 망원경의 광학 정렬 방법.
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