[实用新型]大口径反射光学系统中间像面检测装置

说明书

本实用新型涉及一种大口径反射光学系统中间像面检测装置，其解决了现有大口径反射光学系统装调过程中光学系统中间像面非完善成像、次镜平移倾斜的特殊组合状态、检测视场过于单一等技术问题。该装置包括干涉自准平面镜、干涉仪以及衍射平板；干涉自准平面镜设置在待测大口径反射光学系统次镜的正前方，干涉仪设置在待测大口径反射光学系统主镜的正后方，衍射平板设置在待测大口径反射光学系统主镜和次镜形成的一次像面与次镜之间。

技术领域

本实用新型涉及光学系统检测技术领域，具体涉及一种大口径反射光学系统中间像面检测装置。

背景技术

长焦距、大视场、大口径、宽波段的多反射式相机系统越来越广泛的应用于民用航空、航天领域。大口径多反射光学系统一般由主反射镜、次反射镜和第三反射镜组成。为使大口径反射光学达到优异成像质量，不仅需要反射光学系统在设计时全视场消像差，还需要在研制过程中对各反射镜进行高精度装调以保证各反射镜位置误差引起的像差在公差要求范围内。

大口径反射光学系统在装调过程一般首先通过检测轴上视场主、次镜形成中间像面的像差系数来检验主、次镜的装配状态。该方法存在以下缺陷：

1、主次镜形成的中间像面不是完善成像状态，理想状态下中间像面像差系数不为零，而次镜位置参数存在误差时会在中间像面上引入新的像差系数，两种像差系数存在相互补偿、叠加等多种情况，无法判断次镜真实位置状态；

2、次镜位置参数中的平移与倾斜能引起相同像差，即使中间像面单个视场像差系数满足设计要求，有可能为次镜平移倾斜的特殊组合状态；

3、中间像面检测视场过于单一，不能进行多个视场点测试。

实用新型内容

为了解决现有大口径反射光学系统装调过程中光学系统中间像面非完善成像、次镜平移倾斜的特殊组合状态、检测视场过于单一等技术问题，本实用新型提供一种采用衍射光学元件补偿的大口径反射光学系统中间像面检测装置。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型在反射光学系统主、次镜形成的中间像面与次镜之间插入平板衍射玻璃，并保证所选多个测试视场光束在衍射平板上投影无重叠区域；其中，所述平板衍射元件上存在多个衍射区域以对应不同功能，主要分为补偿区域和对准区域；补偿区域利用平板衍射元件相位参数引入特定像差系数，使得中间像面像差系数为零，达到完善成像条件；对准区域主要利用平板衍射元件相位参数生成各种参考标记，在检测中间像面时保证平板衍射元件相对于次镜、像面上测试仪器位置参数不会引入额外像差系数；引入衍射元件后，通过测量补偿后中间像面多个视场像差系数是否同时为接近于零来判断次镜平移倾斜状态，若多个视场测试像差系数同时接近于零，则次镜位置参数满足要求，反之调节次镜位置参数(平移/倾斜)直至达到多个视场像差系数接近于零。

本实用新型的具体技术方案是：

本实用新型提供了一种大口径反射光学系统中间像面检测装置，

包括干涉自准平面镜、干涉仪以及衍射平板；

所述干涉自准平面镜设置在待测大口径反射光学系统次镜的正前方，干涉仪设置在待测大口径反射光学系统主镜的正后方，所述衍射平板设置在待测大口径反射光学系统主镜和次镜形成的中间像面与次镜之间；

衍射平板设置有补偿衍射区域、第一对准区域以及第二对准区域；所述补偿衍射区域为N个；第一个补偿衍射区域设置在衍射平板的中点，其余N-1个补偿衍射区域沿着衍射平板的径向方向依次排列；第一对准区域为2N个，N≥1；每一个补偿衍射区域对应两个第一对准区域；两个第一对准区域分别位于补偿衍射区域的左右两侧且补偿衍射区域的口径与每一个第一对准区域的口径相同；

补偿衍射区域、第二对准区域为透射形式的非对称衍射面，第一对准区域为反射形式的非对称衍射面；