一种用于装调分光棱镜的系统及方法与流程

本发明涉及光学性质测试技术领域，尤其涉及一种用于装调分光棱镜的系统及方法。

背景技术：

随着对光学系统的要求越来越高，分光系统应用越来越广泛，常采用分光棱镜进行分光，有效改变光路方向，缩短光学系统体积。目前，分光棱镜多应用在测量仪器、激光测震、偏振光学等领域中，一般采用棱镜调整架、机加工保证等方法来实现分光棱镜的装调，这些方法装调精度较低，装调周期长，需依赖调整架自身的加工精度，多个分光棱镜装调时无法实时监控多个分光棱镜角度位置的问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中，分光棱镜装调采用的调整架、机加工保证等方法存在的精度低、装调周期长，无法实时监控多个分光棱镜同时装调的技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明中的一种用于装调分光棱镜的系统，包括测角仪、棱镜调节座、反射镜及基座；所述测角仪包括自准直管及气浮旋转台，所述基座包括侧板及底板，所述基座通过底板固定于气浮旋转台的载物面，待装调的分光棱镜通过棱镜调节座固定于底板，所述侧板的中部开设通孔，所述反射镜固定于侧板，所述自准直管的光轴与反射镜的表面垂直且穿过通孔的轴线。

进一步，所述棱镜调节座包括外壳、调节球、锁紧压圈、挡片及导钉；所述外壳的四个侧面开设通孔一，顶面开设用于安装调节球的固定槽一；所述调节球的底部开设用于安装分光棱镜的固定槽二，顶部开设螺纹孔，侧面均匀开设四个通孔二，所述通孔二与固定槽二连通，且与通孔一同轴；所述锁紧压圈固定于固定槽一的槽口处，底部与调节球抵接，中部开设限位孔；所述导钉穿过螺纹孔与调节球固定，且在锁紧压圈的限位孔内活动；所述挡片为圆形结构，与调节球的固定槽二的槽口边缘固定。

进一步，所述固定槽一包括上方的圆柱形部和下方的半球形部，所述圆柱形部的内侧面开设内螺纹，所述半球形部的尺寸与调节球相应；所述锁紧压圈的外侧面开设外螺纹，底部为球形凹面，所述球形凹面的尺寸与调节球相应。

本发明还公开了一种用于装调分光棱镜的方法，包括如下步骤：

步骤一，安装分光棱镜，将分光棱镜放置于调节球中，通过螺钉将挡片固定于调节球，将调节球放置于棱镜调节座中，将导钉固定于调节球，将锁紧压圈预固定于棱镜调节座，将棱镜调节座固定在底板上，将反射镜安装在侧板的安装基准面上，将底板固定在测角仪的气浮旋转台上；

步骤二，确定装调基准，调整测角仪的气浮旋转台，使自准直管的光轴与反射镜表面垂直且穿过侧板的通孔轴线，并在测角仪软件操作界面中找到反射镜的像，设置反射镜的像为装调基准像；

步骤三，调校分光棱镜的位置，将反射镜取下，使自准直管的光轴通过分光棱镜，调节导钉来调校调节球的位置，直至使分光棱镜的镜面反射呈现的像与装调基准像重合，分光棱镜镜面与基准面平行，角度位置跳动符合设定值，此时分光棱镜的位置即确定为能满足光学系统要求的位置，紧固锁紧压圈使调节球的位置固定。

进一步，步骤三之后还包括如下步骤：

步骤四，安装分光棱镜二，按照步骤一中的安装方式将分光棱镜二装入棱镜调节座内，将棱镜调节座安装于底板上位于分光棱镜一的90°方向处；

步骤五，调校分光棱镜二的位置，分光棱镜二的位置调校以步骤三中分光棱镜一的位置为基准，测角仪的光通过分光棱镜一的中心，光路方向改变90°达到分光棱镜二中，可实时监控分光棱镜一和分光棱镜二镜面跳动，调节导钉来调校调节球的位置，使分光棱镜的镜面反射呈现的像与分光棱镜一的基准像重合，角度位置跳动符合设定值，此时分光棱镜的位置即确定为能满足光学系统要求的位置，紧固锁紧压圈使调节球的位置固定。

进一步，步骤三和步骤五中，角度位置跳动≤10”。所述步骤三和步骤五中的分光棱镜位置达到设定值，即光学系统要求的位置是指：分光系统中，分光棱镜的位置对光线方向影响较大，直接影响着系统的成像质量，因此，对于分光棱镜的角度位置要求较高，一般要求位置角度小于1’。

分光棱镜为三组或三组以上时，需要继续对第三个或以上分光棱镜进行装调，且装调第三个或以上分光棱镜时，依次重复步骤四和步骤五。

本发明中的一种用于装调分光棱镜的系统及方法，与现有技术相比，其有益效果为：

本发明中的一种用于装调分光棱镜的系统及方法，解决了目前分光棱镜装调采用的调整架、机加工保证等方法存在的精度低、装调周期长，无法实时监控多个分光棱镜同时装调的问题，提高了高精度分光系统分光棱镜的装调效率和精度，降低装调成本，能够很好的保证分光棱镜的角度位置(≤10”)，实现多个分光棱镜镜面平行的实时监控，提高高精度分光系统分光棱镜的装调效率和精度，降低装调成本。

附图说明

图1是本发明中一种用于装调分光棱镜的系统的示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中棱镜调节座的立体图；

图4是图3中a-a剖面图；

图5是图3的爆炸图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，本发明中的一种用于装调分光棱镜的系统，包括测角仪1、棱镜调节座2、反射镜3及基座4；测角仪1包括自准直管1a及气浮旋转台1b，基座4包括侧板4a及底板4b，基座4通过底板4b固定于气浮旋转台1b的载物面，待装调的分光棱镜5通过棱镜调节座2固定于底板4b，侧板4a的中部开设通孔，反射镜3固定于侧板4a，自准直管1a的光轴10与反射镜3的表面垂直且穿过通孔的轴线。

如图3-5所示，棱镜调节座2包括外壳11、调节球6、锁紧压圈7、挡片8及导钉9；外壳11的四个侧面开设通孔一11a，顶面开设用于安装调节球的固定槽一11b；调节球6的底部开设用于安装分光棱镜的固定槽二6b，顶部开设螺纹孔6c，侧面均匀开设四个通孔二6a，通孔二6a与固定槽二6b连通，且通孔二6a与通孔一11a同轴；锁紧压圈7固定于固定槽一6b的槽口处，底部与调节球6抵接，中部开设限位孔7a；导钉9穿过螺纹孔6c与调节球6固定，且在锁紧压圈7的限位孔7a内活动；挡片8为圆形结构，与调节球6的固定槽二6b的槽口边缘固定。

固定槽一11b包括上方的圆柱形部和下方的半球形部，圆柱形部的内侧面开设内螺纹，半球形部的尺寸与调节球相应；锁紧压圈7的外侧面开设外螺纹，底部为球形凹面，球形凹面的尺寸与调节球6相应。锁紧压圈7通过内外螺纹与固定槽一11b连接，锁紧压圈7的底部与调节球6抵接，通过旋转锁紧压圈7向下运动，进而紧固调节球6。

本发明还提供了一种用于装调分光棱镜5的方法，包括如下步骤：

步骤一，安装分光棱镜5，将分光棱镜5放置于调节球6中，通过螺钉将挡片8固定在调节球6上，将调节球6放置于棱镜调节座2中，将导钉9固定在棱镜调节座2上，将锁紧压圈7旋入棱镜调节座2中，将棱镜调节座2固定在底板4b上，将反射镜3安装在侧板4a的安装基准面上，将底板4b固定在测角仪1的气浮旋转台1b上。

步骤二，确定装调基准，调整测角仪1的气浮旋转台1b，使自准直管1a的光轴10与反射镜3表面垂直且穿过侧板4a的通孔轴线，并在测角仪1软件操作界面中找到反射镜3的像，设置反射镜3的像为装调基准像。

步骤三，调校分光棱镜5的位置，将反射镜3取下，使自准直管1a的光轴10通过分光棱镜5，调节导钉9来调校调节球6的位置，直至使分光棱镜5的镜面反射呈现的像与装调基准像重合，分光棱镜5镜面与基准面平行，角度位置跳动符合设定值，此时分光棱镜5的位置即确定为能满足光学系统要求的位置，旋转锁紧压圈7使调节球6的位置固定，进而完成分光棱镜5的装调，分光棱镜5与棱镜调节座2以总成的形式作为零部件进行装配使用。

步骤三之后还包括如下步骤：

步骤四，安装分光棱镜5二，按照步骤一中的安装方式将分光棱镜5二装入棱镜调节座2内，将棱镜调节座2安装于底板4b上位于分光棱镜5一的90°方向处；

步骤五，调校分光棱镜5二的位置，分光棱镜5二的位置调校以步骤三中分光棱镜5一的位置为基准，测角仪1的光通过分光棱镜5一的中心，光路方向改变90°达到分光棱镜5二中，可实时监控分光棱镜5一和分光棱镜5二镜面跳动，调节导钉9来调校调节球6的位置，使分光棱镜5的镜面反射呈现的像与分光棱镜5一的基准像重合，角度位置跳动符合设定值，此时分光棱镜5的位置即确定为能满足光学系统要求的位置，旋转锁紧压圈7使调节球6的位置固定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。