一种用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构和方法与流程

本发明涉及一种用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构和方法，属于楔形镜片装调的。

背景技术：

1、在复杂的光路系统中，经常因为杂散光的影响光学效果（如，导致干涉条纹扭曲或测量误差等），所以分光镜常常设计成楔形，从而减少杂散光的影响，从而改善光学量测的精度和效果。

2、楔形镜片有效利用了楔面反射与平面反射在空间上的分离。然而，在实际装调过程中，楔角的实际安装方向（即楔面最高点指向最低点的矢量方向）往往与光学设计值存在角度偏差，导致后续光路的指向性错误，直接降低系统信噪比。若利用高度计去测试楔形镜片的高点和低点，存在的问题是测量误差太大，无法判定高低点的位置。若利用经纬仪去装调，则存在的问题是测试方法太繁琐，步骤较多，效率低，设备占用空间大等缺点。因此，急需开发一种提高楔角安装方向精度的技术，以满足高精度光学系统的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构和方法，实现了楔形镜楔角方向的快速、高精度定位，确保了楔形镜的楔角方向与设计方向的高度一致。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，包括：夹持架、立方体棱镜和楔形镜组件；

4、夹持架包括底板、第一侧板、第二侧板和调节螺栓，第一侧板和第二侧板平行、且相对设置在底板两侧、形成凹槽结构；与第一侧板相接的底板上表面设有第一限位台阶，将第一侧板和第二侧板之间的底板上表面除第一限位台阶外的部分定义为置物台；第二侧板上设有螺纹孔，调节螺栓螺纹配合在螺纹孔内；底板的下表面设有连接凸台；

5、立方体棱镜活动置于置物台上，且立方体棱镜一侧底部与第一限位台阶侧壁贴合；立方体棱镜的上表面及（立方体棱镜）面向第二侧板的侧面（或面向第一侧板的侧面）构成正交光学基准面，作为楔角判向的基准传递载体；

6、楔形镜组件包括楔形镜座与楔形镜；楔形镜安装在楔形镜座内；楔形镜座底部一侧设有第二限位台阶，楔形镜座底部除第二限位台阶外的部分为平直基准面；楔形镜座活动置于正交光学基准面上、且通过第二限位台阶活动卡合在立方体棱镜边缘，平直基准面贴合在立方体棱镜上表面，第二限位台阶侧面与立方体棱镜侧壁贴合，使楔形镜座平直基准面与立方体棱镜正交光学基准面平行或垂直；调节螺栓用于顶推立方体棱镜。

7、上述立方体棱镜的两侧面、第一侧板、第二侧板、及第一限位台阶的侧面，均相互平行。

8、上述立方体棱镜与第一限位台阶之间为直角配合，以确保稳定性和装调精度。

9、上述用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，配套使用中心仪，中心仪切换至无中继镜成像模式，中心仪成像屏幕生成正交 x/y 坐标轴基准，用于采集立方体棱镜、楔形镜楔面的反射十字像。

10、采用上述用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，可实现楔形镜楔角方向的快速、高精度定位，确保楔形镜的楔角方向与设计方向的高度一致。

11、上述螺纹孔的轴向与底板的上表面平行。

12、为了便于连接，上述连接凸台为圆柱形。

13、为了便于对立方体棱镜进行顶推，螺纹孔正对立方体棱镜的侧壁顶部。

14、为了提高使用稳定性，第一限位台阶的高度为1~2mm。过高会导致顶推过程中的滑移，而过低，则难以起到很好的限位作用。前述第一限位台阶的高度，指第一限位台阶顶面相对于底板上表面的高度。

15、为了更好地满足调装需求，第一限位台阶的宽度为3~8mm。

16、为了进一步提高装调准确性和精度，立方体棱镜表面镀设有可见光的反射膜，达到成像更清晰的效果；立方体棱镜的4条棱边的平行度公差≤0.02mm，以达到更高的精度；立方体棱镜的6个面需要保持的形位公差均≤0.02 mm，以便达到更高的装调精度；底板上表面的平面度公差≤0.02 mm，可以和棱镜贴合的更好，不会晃动。

17、一种利用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调方法，包括以下步骤：

18、s1：将夹持架底部的连接凸台夹持在中心仪的三爪卡盘上，并使中心仪工作于无中继镜模式；

19、s2：将立方体棱镜置于夹持架的置物台上，且立方体棱镜一侧底部与第一限位台阶侧壁贴合，粗调中心仪的气浮倾斜台，使立方体棱镜顶面的反射十字像位于中心视场，记录当前十字像的xy坐标值作为基准坐标；

20、s3：旋转调节螺栓，使立方体棱镜向第一侧板一侧倾斜，观测十字像偏移方向，旋转气浮倾斜台使十字像偏移方向与x轴平行，消除微小角度偏差，这一步需要反复校准确认，确保之前的操作没有问题；

21、s4：将楔形镜座活动置于立方体棱镜的正交光学基准面上、且通过第二限位台阶活动卡合在立方体棱镜边缘，平直基准面贴合在立方体棱镜上表面，第二限位台阶侧面与立方体棱镜侧壁贴合，并将楔形镜片嵌入楔形镜座内；

22、s5：观察中心仪视场内楔形镜片楔面的反射十字像，旋转楔形镜片至十字像落在x轴或y轴上，使楔角方向与理论设计方向一致，锁紧楔形镜座限位结构，完成楔形镜楔角方向装调；十字像落在x 轴正负向对应楔角左右朝向，十字像落在y 轴正负向对应楔角前后朝向；

23、上述s5中楔形镜楔角方向装调误差≤0.2 角分。

24、中心仪自带可360°旋转的气浮倾斜台、三爪卡盘等。

25、本申请通过中心仪装调，旋转镜片的方向，观测平面和楔面的反射像的连线与基准面保持平行或垂直，当镜片旋转到理论位置时，楔面的反射像在屏幕的直观表现是在x轴线或者y轴线上，而在xy坐标轴的正值或者负值就代表了楔角朝左或朝右，或者朝上或朝下。从而使楔角方向与基准面的方向误差小于0.2分。

26、本发明未提及的技术均参照现有技术。

27、本发明用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构和方法，实现了楔形镜楔角方向的快速、高精度定位，确保了楔形镜的楔角方向与设计方向的高度一致，简单，易操作，流程清晰，易于标准化操作，成本低，效率高，精度高，误差小于0.2角分。

1.一种用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：能够控制楔角对于镜座的正交方向，包括：夹持架、立方体棱镜和楔形镜组件；

2.根据权利要求1所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：配套使用中心仪，中心仪切换至无中继镜成像模式，中心仪成像屏幕生成正交 x/y 坐标轴基准，用于采集立方体棱镜、楔形镜楔面的反射十字像。

3.根据权利要求1或2所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：第二侧板上螺纹孔的轴向与底板的上表面平行。

4.根据权利要求1或2所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：螺纹孔正对立方体棱镜的侧壁顶部。

5.根据权利要求1或2所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：连接凸台为圆柱形。

6.根据权利要求1或2所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：第一限位台阶的高度为1~2mm。

7.根据权利要求1或2所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，其特征在于：第一限位台阶的宽度为3~8mm。

8.立方体棱镜表面镀设有可见光的反射膜；立方体棱镜的4条棱边的平行度公差≤0.02mm；立方体棱镜的6个面需要保持的形位公差均≤0.02 mm；底板上表面的平面度公差≤0.02 mm。

9.一种利用权利要求2-8任一项所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调机构，进行装调的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的用于楔形镜片楔角方向精密调节的装调方法，其特征在于：s5中楔形镜楔角方向装调误差≤0.2 角分。