一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统技术方案

本申请属于光学遥感器系统性能检测技术领域，特别涉及一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，包括：桁架主体、二维平移调整台、平面反射镜组件，所述桁架主体用于承载二维平移调整台和所述平面反射镜组件；所述二维平移调整台安装在所述桁架主体的上端，所述平面反射镜组件安装在所述二维平移调整台上，所述平面反射镜组件用于反射光学系统射出的平行光，所述二维平移调整台带动所述平面反射镜实现二维平移运动。实现了大口径光学系统竖直状态的光路自准直，检测多个子孔径的系统波像差，继而拼接获取全口径的系统波像差，完成光学系统竖直极限工况下的系统像质测试，有效解决了以往只能用仿真实现验证的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统


[0001]本申请属于光学遥感器系统性能检测
，涉及一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统。

技术介绍

[0002]光学遥感器在对地观察、太空探测等领域的应用具有重要的科学和经济意义。光学遥感器系统性能的优劣评价指标是系统波像差和传递函数，在安装探测器器之前，主光机装调期间的评价指标主要是系统波像差，系统波像差的检测原理见图1，干涉仪置于焦面位置附近，发出球面波，汇聚于系统焦面位置，点光源经过光学系统(主光机结构承载)变为平行光，照射到平面镜上，经平面镜反射镜回光学系统，汇集到到焦面位置，出射光与反射会聚光干涉形成干涉图，即获得系统的系统波像差，用来评估光学系统的系统性能。
[0003]对于天基的空间遥感器来说，装调、检测状态都为水平，只评估检测光轴水平状态的系统像质即可，如图1所示，但是，对于多俯仰观测工况的地基望远镜和空间遥感器来说，就需要测试光轴水平和光轴竖直两个极限工况(多俯仰角度观测工况的天基的空间遥感器需要在地面开展环模试验)。
[0004]在光轴水平时，主要考察垂直光轴承受载荷时的系统像质；光轴竖直时，主要考察沿光轴方向承受载荷时的系统像质；处于中间位置时，系统像质应该介于两者之间，中间工作状态的系统像质合成见公式(1)。图2表示了系统处于不同工作状态时系统的像质(波像差)指标变化趋势。只要光轴竖直和光轴水平两种工况满足系统像质指标要求，其它各个工况均能满足指标要求。
[0005]δ
θ
＝[(δ
A sinθ)2+(δ
R cosθ)2]1/2
[0006]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0007]鉴于上述的原理，对光机系统分别检测极限工况光轴水平状态和光轴竖直状态的系统波像差，来间接验证望远镜在多工位下的系统动态像质的指标满足度。
[0008]光轴水平和光轴竖直两个极限工况的系统波像差检测都要需要用到一块大于光学系统通光口径的高精度面形的平面反射镜，我们知道，“圆饼形”镜体的径向刚度远远大于其轴向刚度，光轴水平，承受重力载荷时，面形容易保证，但是光轴竖直时，镜体承受重力载荷时，镜面面形很难保证，口径越大越不容易。
[0009]常规的做法就是只检测光轴水平工况的系统波像差，光轴竖直状态的系统波像差不检测，只通过仿真来验证。但是，仿真是由局限性的，对于装配误差等边界条件无法真实模拟，不能通过真实的环模试验对系统的成像性能进行验证，始终是该领域的一个技术难题。

技术实现思路

[0010]基于此，本申请提供一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统。
[0011]一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，包括：桁架主体、二维平移调整台、平面反射镜组件，
[0012]所述桁架主体用于承载二维平移调整台和所述平面反射镜组件；
[0013]所述二维平移调整台安装在所述桁架主体的上端，
[0014]所述平面反射镜组件安装在所述二维平移调整台上，所述平面反射镜组件用于反射光学系统射出的平行光，
[0015]所述二维平移调整台带动所述平面反射镜实现二维平移运动。
[0016]进一步的，所述桁架主体采用桁架杆形式的桥式结构，被检测的主光机结构竖直放置于所述桁架主体内部空间。
[0017]进一步的，还包括调平底座，所述调平底座设置在所述桁架主体的两侧，每侧各有四个，通过调整不同位置的所述调平底座的高度，实现桁架主体的角度调整。
[0018]进一步的，所述二维平移调整台包括横向平移单元和纵向平移单元，
[0019]所述横向平移单元包括基板、横向平移丝杠、横向平移导轨副、横向移动平台，所述基板安装在桁架主体顶部内侧，所述横向平移导轨副平行安装于所述基板上，所述横向平移丝杠安装于所述横向平移导轨副之间，所述横向移动平台安装在所述横向平移导轨副上；
[0020]所述纵向平移单元包括纵向平移丝杠、纵向平移导轨副、纵向移动平台、反射镜安装法兰；所述纵向平移导轨副安装在所述横向移动平台上，所述纵向平移丝杠设置在所述纵向平移导轨副之间，所述纵向移动平台安装在所述纵向平移导轨副上，所述反射镜安装法兰安装在所述纵向移动平台上。
[0021]进一步的，所述平面反射镜组件包括镜座、一对组件转接块、压盖、平面反射镜，
[0022]所述平面反射镜设置在所述镜座内，所述一对组件转接块呈倒L型对称的安装在所述镜座的两侧，所述一对组件转接块的法兰面与所述反射镜安装法兰连接，所述压盖设置在所述镜座的端面上。
[0023]进一步的，所述镜座内腔的前部内孔边缘边缘设置有止口，用于支撑所述反射镜，所述平面反射镜外缘与所述镜座内表面之间留有间隙，所述间隙内用于局部涂胶，固定所述平面反射镜。
[0024]进一步的，所述调平底座的调整范围是100
‑
180mm。
[0025]进一步的，所述一对组件转接块的两个法兰面共面度优于0.01mm。
[0026]本申请的技术方案相对于现有技术的有益效果是：本申请的立式检测系统可以在避免设计大口径的光轴竖直状态使用的平面反射镜，利用二维调整台的二维平移调整功能和调平底座的二维角度调整功能，实现大口径光学系统竖直状态的光路自准直，检测多个子孔径的系统波像差，继而拼接获取全口径的系统波像差，完成光学系统竖直极限工况下的系统像质测试，有效解决了以往只能用仿真实现验证的问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其它的附图。
[0028]图1为光轴水平工况系统波像差测试原理图；
[0029]图2为光学系统俯仰观测变化时的系统像质变化趋势示意图；
[0030]图3为光学系统竖直工况的系统波像差检测示意图；
[0031]图4为本申请实施例提供的立式检测系统的结构组成示意图；
[0032]图5为本申请实施例提供的二维平移调整台的三维结构示意图；
[0033]图6为本申请实施例提供的平面反射镜组件的三维结构示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]101、1m口径平面反射镜；102、主光机结构；103、干涉仪；
[0036]1、滚轮；2、调平地脚；3、桁架主体；4、二维平移调整台；5、平面反射镜组件；
[0037]41、基板；42、横向平移丝杠；43、横向平移导轨副；44、横向移动动平台；45、纵向平移丝杠；46、纵向平移导轨副；47、纵向移动动平台；48、反射镜安装法兰板；
[0038]51、镜座；52、组件转接块；53、压盖；54、330mm口径平面反射镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，其特征在于，包括：桁架主体、二维平移调整台、平面反射镜组件，所述桁架主体用于承载二维平移调整台和所述平面反射镜组件；所述二维平移调整台安装在所述桁架主体的上端，所述平面反射镜组件安装在所述二维平移调整台上，所述平面反射镜组件用于反射光学系统射出的平行光，所述二维平移调整台带动所述平面反射镜实现二维平移运动。2.根据权利要求1所述的一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，其特征在于，所述桁架主体采用桁架杆形式的桥式结构，被检测的主光机结构竖直放置于所述桁架主体内部空间。3.根据权利要求1所述的一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，其特征在于，还包括调平底座，所述调平底座设置在所述桁架主体的两侧，每侧各有四个，通过调整不同位置的所述调平底座的高度，实现所述桁架主体的角度调整。4.根据权利要求1所述的一种用于光学系统竖直状态系统波像差测试的立式检测系统，其特征在于，所述二维平移调整台包括横向平移单元和纵向平移单元，所述横向平移单元包括基板、横向平移丝杠、横向平移导轨副、横向移动平台，所述基板安装在桁架主体顶部内侧，所述横向平移导轨副平行安装于所述基板上，所述横向平移丝杠安装于所述横向平移导轨副之间，所述横向移动平台安装在所述横向平移导轨副上；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克军，董吉洪，王晓东，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：