一种含有多个反射镜的光机系统装调方法与流程

1.本发明属于光电仪器光机系统装调技术领域，涉及一种含有多个反射镜的光机系统装调方法。


背景技术：

2.在光电告警对抗技术领域，通常将激光发射装置与光电探测跟踪系统进行共光路一体化设计，在国内外装备的光电吊舱中得到了普遍应用。随着激光功率的提高，激光器体积和重量增大，需要通过导光光路才能将激光束向预定方向发射出去。
3.该类型产品光学系统通常由多个反射镜组成的随轴系旋转的库德光路及后端分光光路组成，涉及多个反射镜组件的精密装调，其装调难点在于保证光电告警对抗转塔俯仰轴与方位轴的正交及光学系统中各个反射镜的角度满足设计指标，尤其是转动反射镜组件与轴系的夹角。
4.中国专利申请201810565458.x公开了“一种基于双经纬仪的库德光路装调方法”，该方法利用两个经纬仪完成库德光路的装调，未指出反射镜一与光轴45
°
夹角的控制方法，亦不能保证转台方位轴与俯仰轴的正交，且经纬仪需放置在转台上，不适用于未设置经纬仪放置空间的小型转台的装调。
5.2010年8月发表于《光学精密工程》的“水平式两轴转台中库德光路的快速装调”介绍了一种库德光路的装调方法，该方法安装周期长，使用的安装工具多且难以达到安装精度的要求。
6.2014年7月发表于《激光与红外》的“库德光路的五棱镜安装方法”介绍了一种采用五棱镜进行装调的库德光路的装调方法，该方法装调精度受五棱镜加工精度的影响，且只能保证五棱镜主截面方向的夹角精度。
7.上述三种装调方法均不能有效应用于本文所述含有多个反射镜的光机系统装调。


技术实现要素：

8.(一)发明目的
9.本发明的目的是：解决目前针对含有多个反射镜的光机系统装调技术中存在的问题，为实现含有多个反射镜的光机系统装调提供一种高精度、高效率的方法。
10.(二)技术方案
11.为了解决上述技术问题，本发明提供一种含有多个反射镜的光机系统装调方法，其包括以下步骤：
12.步骤1：标定光机系统方位轴；
13.步骤2：标定光机系统俯仰轴，同时将光机系统方位轴与俯仰轴调至相互垂直；
14.步骤3：装调反射镜2，使平行于方位轴入射的光线经反射镜2反射后平行于俯仰轴出射；
15.步骤4：装调反射镜3，使平行于俯仰轴入射的光线经反射镜2、反射镜3反射后调转
180
°
出射；
16.步骤5：装调反射镜4，使平行于俯仰轴入射的光线经反射镜2、反射镜3、反射镜4反射后平行于方位轴出射；装调反射镜1，使平行于方位轴入射的光线经反射镜1、反射镜2、反射镜3、反射镜4反射后平行于方位轴出射；
17.步骤6：装调布置在光学平台上的分光镜，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面；
18.步骤7：装调布置在光学平台上的反射镜6，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面；
19.步骤8：装调布置在光学平台上的反射镜5，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向右转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面；
20.步骤9：将光学平台组件装配至方位轴系，使沿方位轴入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面。
21.(三)有益效果
22.上述技术方案所提供的含有多个反射镜的光机系统装调方法，具有以下优点：
23.1、本发明通过工装反射镜1和工装反射镜2分别标定出方位轴及俯仰轴的旋转轴线，并以此作为装调基准；利用相互垂直的两个经纬仪将方位轴及俯仰轴装调至相互垂直，保证了光机系统回转轴系的正交性。
24.2、本发明在整个装调过程中使用水平面及机械回转轴线作为装调基准，统一了装调基准，使各反射镜的法线均与水平面平行，再利用高精度经纬仪，使光线按照设计的角度进行反射，保证了光学系统的装调精度。
25.3、通过工装反射镜2及高精度经纬仪，解决了反射镜与轴线45
°
夹角的高精度装调，保证了光机系统视轴始终与俯仰轴垂直，
26.4、通过对光机系统方位及俯仰回转轴系、视轴的确定，实现了光机系统光轴与机械轴的统一，提高了系统性能指标。
27.5、本发明采用装调中较为常见的标准设备经纬仪进行装调设备搭建，实现装调，装调与测量光路简单，操作方便。
附图说明
28.图1是步骤1与步骤2装调示意图。
29.图2是步骤3装调示意图。
30.图3是步骤4装调示意图。
31.图4是步骤5装调示意图。
32.图5是步骤6装调示意图。
33.图6是步骤7装调示意图。
34.图7是步骤8装调示意图。
35.图8是步骤9装调示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的
具体实施方式作进一步详细描述。
37.参照图1至图8所示，本实施例含有多个反射镜的光机系统装调方法包括以下步骤：
38.步骤1：标定光机系统方位轴
39.将工装反射镜1装配至方位轴端面，经纬仪1光轴与水平面平行且对准工装反射镜1，通过经纬仪1目镜观察其经过工装反射镜1的自准像；转动方位轴并调节工装反射镜1，使经纬仪1的自准像保持不动，即方位轴与工装反射镜1反射面垂直；调节方位轴，使经纬仪1自准像中心与经纬仪1分划中心重合，即经纬仪1光轴与工装反射镜1反射面垂直，亦即方位轴与经纬仪1光轴平行。
40.步骤2：标定光机系统俯仰轴，同时将光机系统方位轴与俯仰轴调至相互垂直
41.将工装反射镜2装配至俯仰轴端面，经纬仪2对准工装反射镜2，经纬仪2光轴与水平面平行且与经纬仪1光轴垂直。
42.按照步骤1的方法进行调节，使俯仰轴与经纬仪2光轴平行，具体的调整过程为：通过经纬仪2目镜观察其经过工装反射镜2的自准像；转动俯仰轴并调节工装反射镜2，使经纬仪2的自准像保持不动，即俯仰轴与工装反射镜2反射面垂直；调节俯仰轴，使经纬仪2自准像中心与经纬仪2分划中心重合，即经纬仪2光轴与工装反射镜2反射面垂直，亦即俯仰轴与经纬仪2光轴平行。
43.由于经纬仪1与经纬仪2光轴相互垂直，因此，方位轴与俯仰轴相互垂直。
44.步骤3：装调反射镜2，使平行于方位轴入射的光线经反射镜2反射后平行于俯仰轴出射
45.拆掉工装反射镜1与工装反射镜2，调节布置在经纬仪1正对一侧的大口径平面反射镜，使经纬仪1经大口径平面反射镜的自准像与经纬仪1分划中心重合；调节经纬仪3，使经纬仪3经大口径平面反射镜的自准像与经纬仪3分划中心重合，即经纬仪1与经纬仪3光轴相互平行，经纬仪3与经纬仪2光轴垂直。调节反射镜2，使经纬仪3经反射镜2反射后的十字像位于经纬仪2分划中心。
46.步骤4：装调反射镜3，使平行于俯仰轴入射的光线经反射镜2、反射镜3反射后调转180
°
出射
47.调节布置在经纬仪2正对一侧的大口径平面反射镜，使经纬仪2经大口径平面反射镜的自准像与经纬仪2分划中心重合；将经纬仪3移至反射镜3光线出射位置，按照步骤3的方法进行调节，具体为：调节经纬仪3，使经纬仪3经大口径平面反射镜的自准像与经纬仪3分划中心重合，使经纬仪2与经纬仪3光轴平行。调节反射镜3，使经纬仪2经反射镜2与反射镜3反射后的十字像位于经纬仪3分划中心。
48.步骤5：装调反射镜4，使平行于俯仰轴入射的光线经反射镜2、反射镜3、反射镜4反射后平行于方位轴出射；装调反射镜1，使平行于方位轴入射的光线经反射镜1、反射镜2、反射镜3、反射镜4反射后平行于方位轴出射
49.在光线入射位置架设经纬仪4，经纬仪4与经纬仪1进行通视，经纬仪1的十字像与经纬仪4分划中心重合，即两者光轴平行。调节反射镜4，使经纬仪2经反射镜2、反射镜3与反射镜4反射后的十字像位于经纬仪1分划中心。安装并调节反射镜1，使经纬仪4经反射镜1、反射镜2、反射镜3与反射镜4反射后的十字像位于经纬仪1分划中心，即反射镜1反射面与俯
仰轴夹角为45
°
。
50.步骤6：装调布置在光学平台上的分光镜，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面
51.将光学平台安装基面调节至水平；经纬仪1、经纬仪2光轴与水平面平行，且两者光轴相互垂直；经纬仪1光轴与光学平台基准面a垂直，调节分光镜，使经纬仪1的十字像位于经纬仪2分划中心。
52.步骤7：装调布置在光学平台上的反射镜6，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面
53.平移光学平台，使经纬仪1、经纬仪2对准反射镜6，调节反射镜6，使经纬仪1的十字像位于经纬仪2分划中心。
54.步骤8：装调布置在光学平台上的反射镜5，使垂直于光学平台基准面a入射的光线向右转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面
55.调节大口径平面反射镜，使经纬仪2经大口径平面反射镜的自准像与经纬仪2分划中心重合。调节反射镜5，使经纬仪1发出的光经反射镜6、反射镜5、分光镜、大口径平面反射镜反射后的十字像位于经纬仪1分划中心。
56.步骤9：将光学平台组件装配至方位轴系，使沿方位轴入射的光线向左转折90
°
出射且平行于光学平台安装基面
57.调节大口径平面反射镜，使经纬仪3经大口径平面反射镜反射后的十字像位于其分划中心。安装光学平台组件，使经纬仪4经反射镜1、反射镜2、反射镜3、反射镜4、分光镜与大口径平面反射镜反射后的十字像位于经纬仪4分划中心.
58.至此，含有多个反射镜的光机系统装调完成。
59.其中，所述步骤1中方位轴及所述步骤2中俯仰轴均为中空轴，可以360
°
旋转，光线可以穿过中空轴。
60.其中，所述步骤1中工装反射镜1和所述步骤2中工装反射镜2均可以进行二维角度调节，两者分别可以通过螺钉安装至方位轴及俯仰轴。
61.其中，所述步骤6中，光学平台基准面a与光学平台安装基面相互垂直。
62.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。