[发明专利]一种红外透镜面形的真空低温测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种红外透镜面形的真空低温测试装置及其测试方法，包括干涉仪、平行光管、真空罐、红外透镜组件、测试工装、载物台、光源平台、密封窗口、小孔光阑和千分表；平行光管与真空罐固连，真空罐中设有载物台，载物台上安装测试工装，红外透镜组件固连在测试工装上并对准平行光管轴线；平行光管通过密封窗口对准小孔光阑一侧，小孔光阑另一侧分别设有干涉仪和千分表，小孔光阑与光源平台固连。本发明通过干涉仪、平行光管、真空罐、红外透镜组件、测试工装、载物台、光源平台、密封窗口、小孔光阑和千分表的配合，去除了平行光管自身像质对测试结果的影响，提高了真空低温条件下红外透镜面形变化量的测试精度，弥补了传统测试设备的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种红外透镜面形的真空低温测试装置及其测试方法，属于光学技术领域。

背景技术

近年来，随着空间遥感器的不断发展，低温相机常被广泛应用于导弹预警技术，低温相机大多工作和使用在深冷的高轨空间，温度在0℃以下甚至更低。

低温相机在装配过程中，需要对其光学系统各项性能进行低温下的测试，例如光学系统MTF、焦距、视场角等，低温相机装配经常需要在常温常压下进行，在常温常压测试满足要求后，还需要对相机在真空低温下进行测试，确保真空低温下的指标也满足要求。

红外透镜是低温光学系统中常用的光学元件，目前针对红外透镜的装配和测试都要求在常温(20℃)和常压下进行。传统测试设备无法在真空低温条件下精确测量红外透镜的面形变化量。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种红外透镜面形的真空低温测试装置及其测试方法，通过干涉仪、平行光管、真空罐、红外透镜组件、测试工装、载物台、光源平台、密封窗口、小孔光阑和千分表的配合，去除了平行光管自身像质对测试结果的影响，提高了真空低温条件下红外透镜面形变化量的测试精度，弥补了传统测试设备的缺陷。

本发明的技术解决方案是：

一种红外透镜面形的真空低温测试装置，包括干涉仪、平行光管、真空罐、红外透镜组件、测试工装、载物台、光源平台、密封窗口、小孔光阑和千分表；

平行光管一端与真空罐端面固定连接，真空罐中设有用于支撑的载物台，载物台上安装有用于检测红外透镜组件的测试工装，红外透镜组件固定连接在测试工装上并对准平行光管轴线；

平行光管另一端通过密封窗口对准小孔光阑一侧，小孔光阑另一侧分别设有干涉仪和千分表，小孔光阑与光源平台固定连接。

在上述的一种红外透镜面形的真空低温测试装置中，所述平行光管口径大于红外透镜组件通光口径。

在上述的一种红外透镜面形的真空低温测试装置中，所述平行光管的中心视场波像差不大于0.05λ，真空低温测试时，平行光管的中心视场波像差变化量不大于0.005λ。

在上述的一种红外透镜面形的真空低温测试装置中，所述真空罐的真空度不低于10^-3pa；低温测试时，真空罐的温度低于-20℃。

在上述的一种红外透镜面形的真空低温测试装置中，所述红外透镜组件包括玻璃钢圆柱、挡块、镜框和压圈；挡块为实心立方体，镜框为空心圆柱体；红外透镜粘接在镜框中并通过压圈轴向压紧，镜框通过挡块和两个玻璃钢圆柱的配合固定连接在测试工装上。

一种基于所述红外透镜面形的真空低温测试装置的测试方法，包括如下步骤：

S1，组装并根据自准直法调试红外透镜面形的真空低温测试装置；

S2，利用真空罐模拟真空低温的测试环境，并调整红外透镜；

S3，利用干涉仪分别测试真空低温和常温常压下红外透镜的面形；

S4，根据测试结果，计算真空低温下红外透镜的面形变化量。