[发明专利]一种凸面光栅成像光谱仪的制造方法

说明书

本发明公开了一种凸面光栅成像光谱仪的制造方法，其以光栅球面顶点和光栅光轴作为凸面光栅组件的加工基准，反射镜球面顶点和反射镜光轴以作为反射镜组件的加工基准，对光栅安装面和反射镜组件进行加工，从而使反射镜光学表面和凸面光栅的光学表面与各自安装座上的安装面间的距离符合设计要求，同时使反射镜光学表面与反射镜光轴相垂直。进而在调整凸面光栅或反射镜时，仅需对平行于反射镜安装面的2个平移自由度，和该平面内的角度进行调整，调整的自由度由6个减少为3个，因而极大地将低了凸面光栅成像光谱仪的装配难度。

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，特别涉及一种凸面光栅成像光谱仪的制造方法。

背景技术

凸面光栅成像光谱仪是一种典型的固态线阵推扫型光谱仪，光学系统结构是在同心三反射镜成像光学系统的基础上发展起来的，采用基于Offner同心结构的离轴三反射凸面光栅分光结构，通过设定适当的离轴量，具有谱线弯曲和色畸变小、无像散、结构简单、无移动部件等优点，在军事侦察、资源勘查、自然灾害监控、环境污染评估、医学诊断等诸多领域具有广阔的应用前景。

现有凸面光栅成像光谱仪通常采用干涉法进行装配，该方法将双光束干涉基本原理与同心光学系统基本特点相结合，实际操作过程中需要将光学元件固定在高精度六维调整架上进行高精度调整，在调整完毕后，修研调整元件与框架之间调整垫片达到微米级尺寸和面型精度，保证光学元件的空间位置。这一过程往往需要进行多次迭代，而且需要有经验的研磨技术人员配合，非常耗时，无法满足产业化批量生产的要求。

因此，如何简化凸面光栅成像光谱仪的装配过程是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种凸面光栅成像光谱仪的制造方法，其采用统一的设计基准、加工基准和装配基准对反射镜安装面进行加工，减少了安装过程中反射镜调整的自由度，进而简化了装配过程。

为实现上述目的，本发明提供一种凸面光栅成像光谱仪的制造方法，包括：

在光谱仪框架上加工光栅安装面和反射镜安装面；

装卡凸面光栅组件，所述凸面光栅组件包括凸面光栅和光栅座，获取当前凸面光栅的光栅球面顶点和光栅光轴的位置；

以所述光栅光轴为旋转轴，以所述光栅球面顶点为基准点，加工光栅座安装面；

装卡并确定反射镜组件的反射镜光轴和反射镜球面顶点，以所述反射镜光轴为旋转轴，以所述反射镜球面顶点为基准点，对反射镜组件进行加工；

将光谱仪配件安装在光谱仪框架上；

调整并固定凸面光栅组件或反射镜组件的位置；

将探测器组件安装在光谱仪框架上；

完成凸面光栅成像光谱仪的制造。

优选地，若所述反射镜组件为金属反射镜，则所述对反射镜组件进行加工具体为：

对所述金属反射镜的反射镜光学表面和安装基准面进行加工。

优选地，若所述反射镜组件为玻璃反射镜，则所述对反射镜组件进行加工具体为：

对所述玻璃反射镜的安装基准面进行加工。

优选地，所述光谱仪配件包括望远镜组件、狭缝组件、反光镜组件，所述反光镜组件包括反光镜安装座和位于所述反光镜安装座中、用以将入射光反射向所述反射镜组件的反光镜。

优选地，所述调整并固定凸面光栅组件或反射镜组件的安装位置具体为：

在光谱仪框架的出光孔上方预设位置处设置显微镜；

采用单色光照设望远镜组件，并通过显微镜观察单色光成像的单色谱线；