[发明专利]椭球面反射镜远焦点高精度定位装置与方法

权利要求书

1.一种椭球面反射镜远焦点高精度定位装置，其特征在于，包括由激光器(1)、准直扩束器(2)、衰减片(3)、图像传感器(4)、管镜(5)、分光镜(6)、平面反射镜(7)和聚焦物镜(8)组成的搭接光路，还包括椭球面反射镜(9)；所述搭接光路置于六自由度工作台(10)上，平面反射镜(7)与六自由度工作台(10)成45度角，所述椭球面反射镜(9)单独固定在聚焦物镜(8)的上方，聚焦物镜(8)的焦点与椭球面反射镜(9)截面椭圆形的远焦点重合；激光器(1)发出的激光束经过准直扩束器(2)后形成平行光，再经过衰减片(3)衰减、分光镜(6)透射、平面反射镜(7)反射以及聚焦物镜(8)汇聚后，照射到椭球面反射镜(9)的内表面；照射到椭球面反射镜(9)内表面的光束被椭球面反射镜(9)两次反射，再次经过聚焦物镜(8)汇聚、平面反射镜(7)反射、分光镜(6)反射、管镜(5)汇聚后，由图像传感器(4)成像。

2.一种在权利要求1所述椭球面反射镜远焦点高精度定位装置上实现的椭球面反射镜远焦点高精度定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、开启激光器(1)，并用衰减片(3)对从准直扩束器(2)出射的平行光束进行强度衰减，使图像传感器(4)能够有效成像；

步骤b、不断调整六自由度工作台(10)，获取图像传感器(4)在不同自由度下采集得到光斑的强度信息和圆度信息；

步骤c、将光斑的强度信息和圆度信息合并成一个评价函数，建立自由度-评价函数表；

步骤d、找到评价函数的极值，并从自由度-评价函数表中找到极值所对应的自由度；

步骤e、根据极值所对应的自由度，调整六自由度工作台(10)，使聚焦物镜(8)的焦点和椭球面反射镜(9)的远焦点重合。

3.根据权利要求2所述的椭球面反射镜远焦点高精度定位方法，其特征在于，所述步骤b具体为：将六个自由度分别设定有N1、N2、N3、N4、N5、N6个离散数值，对这六组数值进行排列组合，得到N1×N2×N3×N4×N5×N6种组合，分别在每一种组合下，得到光斑的强度信息和圆度信息。

4.根据权利要求2所述的椭球面反射镜远焦点高精度定位方法，其特征在于，步骤c所述的评价函数为：评价函数＝k1×光斑光强最大值+k2×圆度误差；式中，k1和k2为系数。