一种空心直角反射镜组的光学装调方法

本发明属于光学系统装调，具体指一种空心直角反射镜组的光学装调方法。

背景技术：

0、技术背景

1、空心直角反射镜组在激光雷达测距、干涉仪移相等光学系统中广泛的应用，在装调过程中必然存在一定误差，其中影响主要体现在第一光学平行差(角度误差)和第二光学平行差(塔差)引入的光轴指向变化及光程差等，此类取光组件装调误差对于光学系统的高精度需求将产生重大影响。故而，如何提高空心直角反射镜组的光学精度是光学装校领域需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种空心直角反射镜组的光学装调方法，发明基于平行光管、五角棱镜、经纬仪、平面反射镜和平行平板，将空心直角反射镜组光轴通过经纬仪及电脑进行配准。此方法适用于精度较高的空心直角反射镜组的装校。

2、本发明方法的检测装置如附图所示：包括平行光管1，分光棱镜2，光束分析仪3，空心直角棱镜4，五角棱镜5，角锥棱镜6，平面反射镜7，平行平板8，经纬仪9和632.8nm光纤激光器10。其方法步骤如下：

3、步骤一：所述平行光管1需与分光棱镜2及光束分析仪3配合使用，将光束分析仪3前放置分光棱镜2，再将光束分析仪3的光敏面置于平行光管1焦面处；

4、连接分光棱镜2与632.8nm光纤激光器10，将所述角锥棱镜6置于平行光管1出光口侧，利用角锥棱镜6的自准功能，将经平行光管1准直，角锥棱镜6反射，再经过平行光管1会聚至光束分析仪3的光敏面成像，标记该束光成像的光斑位置即光纤出光点光源的共轭点，关闭激光器；

5、步骤二：将平面反射镜7置于平行光管1出光口侧调整架上并固定，正对平面反射镜7放置经纬仪9，使用经纬仪9测量并粗调平面反射镜7的y方向角度，将平面反射镜7的y方向角度调为90°；

6、步骤三：将五角棱镜5置于平面反射镜7反射面一侧，打开632.8nm光纤激光器10，调整平面反射镜7的xoz面旋转角度，使平面反射镜7经平行光管1和五角棱镜5后返回的光斑与共轭点重合，关闭激光器；

7、步骤四：将平行平板8平行放于平面反射镜7对面调整架上，平行平板8镀膜面朝向平面反射镜7镀膜面，且平行平板8与平面反射镜7中间留有一定距离，在平行平板8外侧放置经纬仪9，使用经纬仪9测量平行平板8角度，将平行平板8镀膜面反射回来的十字划线与平面反射镜7镀膜面反射回来的十字划线调至重合；

8、步骤五：在平面反射镜7和平行平板8中间与平行平板8中间放置空心直角棱镜4的其中一面平面镜4-1，打开632.8nm光纤激光器10，调整平面镜4-1位置及角度，使经过平面镜4-1、平面反射镜7透射光和经过平面镜4-1、平行平板8的反射光通过平行光管1返回后与共轭点重合；

9、步骤六：在平面反射镜7和平行平板8中间放置与平面镜4-1成90°的空心直角棱镜4的另一面平面镜4-2，调整平面镜4-2位置及角度，使经过平面镜4-1、平面镜4-2的反射光与经过平面镜4-1、平面镜4-2和平行平板8的透射光以及经过平面镜4-2、平面镜4-1和平面反射镜7的透射光经过平行光管1返回后与共轭点重合即完成空心直角反射镜组的光校。

10、本发明在高精度装校空心直角反射镜组的情况下，有效减小了塔差对系统的影响；同时，装调步骤简单易操作，可作为一套固定的装调流程。且该方法不仅只适用于空心直角反射镜组装校，对于其他角度的取光组件装校同样也具有一定参考价值。

技术特征：

1.一种空心直角反射镜组的光学装调方法，包括平行光管(1)，分光棱镜(2)，光束分析仪(3)，空心直角棱镜(4)，五角棱镜(5)，角锥棱镜(6)，平面反射镜(7)，平行平板(8)，经纬仪(9)和632.8nm光纤激光器(10)。其方法步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的平行光管(1)为常规平行光管，焦距大于2000mm，每面镜子的波像差rms优于λ/10(λ＝632.8nm)。

3.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的分光棱镜(2)对使用波长的分光比为1：1，通光面的波像差rms优于λ/5(λ＝632.8nm)。

4.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的光束分析仪(3)的工作波段为600nm到1100nm。

5.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的空心直角棱镜(4)由两面相同规格的平面镜及相应结构组成，平面镜对632.8nm波段光的透过率为50％，1064nm波段光全透，平行度优于0.5″，波像差rms优于λ/5。

6.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的五角棱镜(5)的光束偏转精度为90°±1arcmin，波像差rms优于λ/10(λ＝632.8nm)。

7.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的角锥棱镜(6)的回转精度小于1″，波像差rms优于λ/10(λ＝632.8nm)。

8.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述的平面反射镜(7)的波像差rms优于λ/10(λ＝632.8nm)，反射率99％。

9.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：平行平板(8)单面镀膜，波像差rms优于λ/10(λ＝632.8nm)，镀膜面对632.8nm波段光的透过率为50％。

10.根据权利要求1所述的一种空心直角反射镜组的光学装调方法，其特征在于：所述632.8nm光纤激光器(10)的输出功率1～80mw。

技术总结
本发明公开了公开了一种空心直角反射镜组的光学装调方法，为提高空心直角反射镜组中两片反射镜角度差的装调精度，本文利用长焦距平行光管及两个平面元件进行辅助装调，长焦距平行光管进行空心直角反射镜组的精细装调，平面元件进行角度差的三通道测量比对，相互标检，实现了空心直角反射镜组的高精度光学装调。

技术研发人员：刘强,刘媛婷,张冰娜,黄庚华,何志平
受保护的技术使用者：中国科学院上海技术物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26