一种拼接镜子镜位置装调方法与流程

本发明涉及光学应用技术领域，特别是涉及一种拼接镜子镜位置装调方法。

背景技术：

在深空探测应用中，为满足观测和成像需求，不断构建出更大口径的光学系统，来满足人们看的更远、更清晰的需求。大口径望远镜由多块子镜拼接形成，例如，美国在上世纪九十年代建成的keck望远镜，其口径为10米，由36块边长为0.9米的六边形子镜构成；由美国、加拿大、中国、印度和日本共同参加构建的三十米望远镜(thirtymetertelescope，tmt)。具有492块对角线1.4米的子镜。

具有大口径同时给拼接镜的装调带来更大的技术挑战。现有技术中，采用与拼接镜口径相当的平面镜，基于光学方法对拼接镜子镜位置进行调节和装调，然而大口径平面镜制造成本高，并且在装调过程中不易操作。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种拼接镜子镜位置装调方法。与现有方法相比，成本低且容易操作。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拼接镜子镜位置装调方法，包括：

在拼接镜反射面一侧，在所述拼接镜的焦面与所述拼接镜之间光路上设置第一光源，所述第一光源用于向所述拼接镜反射面发射光；

在所述拼接镜相邻的至少两个子镜的拼接位置处设置与所述拼接镜反射面相对的平面反射件，所述平面反射件将由所述拼接镜在该拼接位置处出射的光反射回所述拼接镜；

在所述拼接镜焦面处设置用于接收由所述平面反射件反射回的光，并形成所述第一光源像的成像面，根据在所述成像面形成的所述第一光源像调节所述至少两个子镜的位置。

可选地，还包括：

在所述拼接镜相邻的至少两个子镜的拼接位置处设置与所述拼接镜反射面相对的干涉光源，所述干涉光源向所述拼接镜反射面发出干涉光；

由所述成像面接收由所述平面反射件反射回的干涉光，并形成干涉图像，根据干涉图像调节所述至少两个子镜的位置。

可选地，还包括：

在所述拼接镜反射面一侧移动所述平面反射件，对所述拼接镜进行面形检测，获得整个镜面的面形图。

可选地，所述平面反射件为平面镜。

可选地，所述第一光源为高亮度led光源。

可选地，用于移动所述平面反射件的装置包括：

用于固定平面反射件并控制其在水平方向移动的平移导轨；

用于控制平面反射件沿弧形移动的弧形导轨；

用于控制平面反射件旋转的旋转机构。

可选地，还包括用于对所述平面反射件配重的配重块。

由上述技术方案可知，本发明所提供的拼接镜子镜位置装调方法，所使用的装置包括第一光源、平面反射件和成像面。第一光源设置在拼接镜的焦面与拼接镜之间光路上，第一光源向拼接镜反射面发射光；平面反射件设置在拼接镜相邻的至少两个子镜的拼接位置处，平面反射件将由拼接镜在该拼接位置处出射的光反射回拼接镜；成像面设置在拼接镜焦面处，通过成像面接收由平面反射件反射回的光，形成第一光源像；根据在成像面所形成的第一光源像，调节在该拼接位置处相邻两个子镜的位置，直至所形成第一光源像成像完整，则相邻两个子镜位置匹配对准。与现有采用大口径平面镜对子镜位置装调的方法相比，本发明方法成本低，且在装调过程中容易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种拼接镜子镜位置装调方法示意图；

图2为图1所示平面反射件与拼接镜的位置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种拼接镜子镜位置装调方法，包括步骤：

s100：在拼接镜反射面一侧，在所述拼接镜的焦面与所述拼接镜之间光路上设置第一光源，所述第一光源用于向所述拼接镜反射面发射光。

请参考图1和图2，第一光源10设置在拼接镜的焦平面与拼接镜反射面之间光路上，第一光源10向拼接镜反射面发出光，光照射到拼接镜反射面，又被反射出。

第一光源10作为靶标光源，发射出高亮度光。可选的，所述第一光源10可采用高亮度led光源。

s101：在所述拼接镜相邻的至少两个子镜的拼接位置处设置与所述拼接镜反射面相对的平面反射件，所述平面反射件将由所述拼接镜在该拼接位置处出射的光反射回所述拼接镜。

在所述拼接镜待装调的子镜位置处，将平面反射件11设置在相邻两个子镜的拼接位置处，平面反射件11与拼接镜反射面相对。

由拼接镜反射面反射的光，入射到平面反射件11，平面反射件11将光反射回拼接镜，进一步拼接镜将返回的光反射到拼接镜的焦平面上。

其中，平面发射件11可以是平面镜。

s102：在所述拼接镜焦面处设置用于接收由所述平面反射件反射回的光，并形成所述第一光源像的成像面，根据在所述成像面形成的所述第一光源像调节所述至少两个子镜的位置。

在拼接镜焦平面处设置成像面12，通过成像面12接收由拼接镜反射回的光，形成第一光源像。在装调时，观察在成像面12形成的第一光源像，调节相邻两个子镜的位置，直至观察到在成像面12上形成的第一光源像完整，表明所述相邻两个子镜的位置匹配对准，这样实现对相邻两个子镜相对位置的装调，

本装调方法中，平面反射件11可以设置在相邻的两个子镜的拼接位置处，对该相邻的两个子镜位置进行调整；或者，本装调方法中也可以将平面反射件11设置在相邻的三个子镜的拼接位置处，装调时分别对其中的任意两个相邻子镜的位置进行装调。

本实施例拼接镜子镜位置装调方法，采用小口径的平面反射件代替原有的与拼接镜口径相当的大口径平面镜，可以降低成本，并且在装调过程中容易操作。

在上述实施例描述的装调方法中，对拼接镜中的子镜位置进行装调，对子镜位置的调节精度不高，可实现对子镜位置的粗调。在本发明另一实施例中，在上述内容的基础上，所述拼接镜子镜位置装调方法还进一步包括步骤：

s103：在所述拼接镜相邻的至少两个子镜的拼接位置处设置与所述拼接镜反射面相对的干涉光源，所述干涉光源用于向所述拼接镜反射面发出干涉光；由所述成像面接收由所述平面反射件反射回的干涉光，并形成干涉图像，根据干涉图像调节所述至少两个子镜的位置。

通过上步骤s102对拼接镜子镜位置进行粗调后，在本步骤中，使用干涉光源代替第一光源，对拼接镜子镜位置进行精调。

干涉光源设置在拼接镜的焦平面与拼接镜反射面之间光路上，干涉光源向拼接镜反射面发出光，光照射到拼接镜反射面被反射出；由拼接镜反射面反射的干涉光，入射到平面反射件11，平面反射件11将光反射回拼接镜，这样在干涉光源和平面反射件之间形成准直光路。进一步拼接镜将返回的干涉光反射到拼接镜的焦平面上。

通过在拼接镜焦平面上设置的成像面接收反射回的干涉光，形成干涉图像，根据干涉图像可以计算得到误差角度，进而根据角度调整相邻两个子镜的位置及姿态，对拼接镜子镜位置进行精调。

进一步的，本实施例拼接镜子镜位置装调方法还包括步骤：

s104：在所述拼接镜反射面一侧移动所述平面反射件，对所述拼接镜进行面形检测，获得整个镜面的面形图。

通过上述各步骤对拼接镜子镜位置进行粗调以及精调之后，使用平面反射件11对拼接镜进行面形检测。具体通过在拼接镜反射面一侧，在整个面范围内移动平面反射件11，根据在移动过程中在成像面12上形成的第一光源像。获得拼接镜整个镜面的面形图。

因此，本实施例拼接镜子镜位置装调方法，采用小口径的可移动平面反射件与靶标光源，实现了对任意口径的拼接镜子镜位置的粗调；采用小口径的可移动平面反射件结合干涉光源，实现对拼接镜子镜位置的精调，并可实现对拼接镜的面形检测。

在上述各实施例中，所述平面反射件11可以沿水平方向移动、沿竖直方向移动以及旋转。

本实施例还提供一种用于移动平面反射件的装置，所述装置包括：

用于固定平面反射件并控制其沿水平方向移动的平移导轨；

用于控制平面反射件沿弧形移动的弧形导轨；

用于控制平面反射件旋转的旋转机构。

本装置中，通过平移导轨固定平面反射件，控制平面反射件沿水平方向移动，并可控制平面反射件沿竖直方向平移。通过平面反射件背后的旋转机构，可控制平面反射件绕光轴转动；通过弧形导轨可控制平面反射件沿弧形移动。

本实施例装置，还包括用于对所述平面反射件配重的配重块。在控制平面反射件沿水平方向移动或者沿竖直方向移动中，通过配重块减少不平衡载荷，保持平面反射件平衡。

以上对本发明所提供的一种拼接镜子镜位置装调方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。