光学元件面形测试装置和系统

本发明涉及光学，尤其涉及一种光学元件面形测试装置和系统。

背景技术：

1、低温光学是实现高灵敏度红外探测的必要手段。其原理为通过降低光学系统自身的温度，减少自身热辐射，使整个探测系统的噪声减小，从而提升信噪比，达到高灵敏度探测的效果。

2、由于光学系统工作在低温下，从室温到低温会经历很大的温度变化，光机结构存在热应力，从而导致光学元件的面形会发生一定的变化。变形后的面形对成像的影响是否在可接受的范围内，需要对光学元件的面形进行测量，从而为光机结构的设计提供指导。

3、在进行光学元件面形测试时，需要对反光镜的位置和角度进行多次调整，现有的光学面形测试装置在对反光镜的位置和角度进行调整时，需要打开真空腔体，对真空腔体内的反光镜进行操作，之后重新进行抽真空和降温操作，导致测试效率低，操作复杂。

技术实现思路

1、本发明提供一种光学元件面形测试装置和系统，用以解决现有技术中的光学元件面形测试装置在对反光镜的位置和角度进行调整时需要开关真空腔体，导致测试效率低，操作复杂的缺陷，实现在调整反光镜的角度和位置时无需打开真空腔体的效果。

2、本发明提供一种光学元件面形测试装置，包括：

3、杜瓦，所述杜瓦包括外筒体和设置在所述外筒体内部的第一储罐和第二储罐，所述第一储罐的一端与所述外筒体的外部连通，所述第一储罐的另一端与所述第二储罐连通，所述第一储罐与所述第二储罐之间还设置有流量控制组件，所述第一储罐内用于储存低温制冷剂；

4、支撑架，所述支撑架可拆卸的连接在所述第二储罐上，所述支撑架用于将光学元件固定在所述第二储罐的外侧；

5、端盖，所述外筒体靠近所述支撑架的一端敞开，所述端盖可拆卸的连接在所述外筒体敞开的一端，且所述端盖上设置有窗口，所述窗口处设置有透光片，所述窗口与所述支撑架正对设置；

6、连接装置，所述连接装置设置在所述外筒体上，且所述连接装置用于与调整架可拆卸连接。

7、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述第二储罐包括：

8、第一筒体，所述第一筒体为密封结构，且所述第一筒体与所述第一储罐通过导管连通；

9、第二筒体，所述第二筒体穿设在所述第一筒体的内侧，所述第二筒体的两端敞开，且所述第二筒体的两端贯穿所述第一筒体的两端，所述支撑架安装在所述第二筒体内。

10、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述第二筒体的内侧设置有第一压圈和第二压圈，所述第一压圈沿所述第二筒体的径向向内延伸，所述第二压圈与所述第二筒体的内侧靠近所述窗口的一端螺纹连接，所述支撑架夹紧在所述第一压圈与所述第二压圈之间。

11、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述第二压圈靠近所述第一压圈的一侧设置有弹性圈。

12、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述第一储罐上设置有颈管，所述颈管的一端与所述第一储罐连通，所述颈管的另一端与所述外筒体的外部连通。

13、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述流量调节组件包括：

14、调节阀杆，所述调节阀杆的一端通过所述颈管插入所述第一储罐内，所述调节阀杆的另一端位于所述外筒体的外侧，且所述调节阀杆与所述颈管滑动连接；

15、调节装置，所述调节装置设置在所述调节阀杆与所述外筒体的外侧之间，所述调节装置用于驱动所述调节阀杆沿所述颈管的轴向移动；

16、锥形堵头，所述锥形堵头设置在所述调节阀杆位于所述第一储罐内的一端，所述锥形堵头的大端可封堵所述导管与所述第一储罐连接的一端。

17、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述调节阀杆的内部中空且顶部敞开，所述调节阀杆位于所述第一储罐内的部分设置有连通所述调节阀杆的内外两侧的通孔。

18、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述外筒体上还设置有温度计接插件，所述温度计接插件的一端伸入所述外筒体内，用于与所述外筒体的内部的温度计连接，所述温度计接插件的另一端位于所述外筒体的外侧，用于与温度采集装置连接。

19、根据本发明提供的光学元件面形测试装置，所述第一筒体的外侧壁与所外筒体的内侧壁之间设置有至少一个支撑柱。

20、本发明还提供一种光学元件面形测试系统，包括激光干涉仪、调整架和如以上任一项所述的光学元件面形测试装置，所述光学元件面形测试装置与所述调整架可拆卸连接，所述激光干涉仪与的工作端与所述光学元件面形测试装置的窗口对正。

21、本发明提供的光学元件面形测试装置，包括杜瓦、支撑架、端盖和连接装置。在进行试验时，可将待测光学元件固定到支撑架上，然后打开端盖，将安装有待测光学元件的支撑架固定到第二储罐上，使支撑架与与第二储罐接触，然后封闭端盖，通过连接装置将杜瓦固定到调整架上。接着对杜瓦进行抽真空操作，当真空度达到要求后，停止抽真空操作。首先测试常温下待测光学元件的面形，可通过调整架调整杜瓦的角度和位置，进而达到调整待测光学元件的角度和位置的效果，使激光干涉仪具备面形测试条件，进行常温面形测试。然后向杜瓦的第一储罐内注入低温制冷剂，通过流量调节组件控制低温制冷剂进入第二储罐内，流量调节组件可调整低温制冷剂的流量，进而控制第二储罐的温度，由于支撑架与第二储罐接触，通过热传导使待测光学元件的温度达到并维持在所需的温度。再次通过调整架调整光学元件面形测试装置的角度和位置，进而达到调整待测光学元件的角度和位置的效果，使激光干涉仪具备面形测试条件，进行某一低温环境下的面形测试。如此，可不断调节流量调节组件的开度，改变光学元件的温度，并调整待测光学元件的角度和位置，实现不同温度下的面形测试。本发明提供的光学元件面形测试装置，在调节光学元件的角度和位置时无需打开杜瓦进行调整，无需重复抽真空操作，且温度可以连续下降，简化了操作步骤，提高了测试效率，降低了测试难度。

22、进一步的，在本发明提供的光学元件面形测试系统中，由于具有如上所述的光学元件面形测试装置，因此，具有与如上所述相同的优势。

技术特征：

1.一种光学元件面形测试装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述第二储罐包括：

3.根据权利要求2所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述第二筒体的内侧设置有第一压圈和第二压圈，所述第一压圈沿所述第二筒体的径向向内延伸，所述第二压圈与所述第二筒体的内侧靠近所述窗口的一端螺纹连接，所述支撑架夹紧在所述第一压圈与所述第二压圈之间。

4.根据权利要求3所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述第二压圈靠近所述第一压圈的一侧设置有弹性圈。

5.根据权利要求2～4任一项所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述第一储罐上设置有颈管，所述颈管的一端与所述第一储罐连通，所述颈管的另一端与所述外筒体的外部连通。

6.根据权利要求5所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述流量调节组件包括：

7.根据权利要求6所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述调节阀杆的内部中空且顶部敞开，所述调节阀杆位于所述第一储罐内的部分设置有连通所述调节阀杆的内外两侧的通孔。

8.根据权利要求1～4任一项所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述外筒体上还设置有温度计接插件，所述温度计接插件的一端伸入所述外筒体内，用于与所述外筒体的内部的温度计连接，所述温度计接插件的另一端位于所述外筒体的外侧，用于与温度采集装置连接。

9.根据权利要求2～4任一项所述的光学元件面形测试装置，其特征在于，所述第一筒体的外侧壁与所外筒体的内侧壁之间设置有至少一个支撑柱。

10.一种光学元件面形测试系统，其特征在于，包括激光干涉仪、调整架和如权利要求1～9任一项所述的光学元件面形测试装置，所述光学元件面形测试装置与所述调整架可拆卸连接，所述激光干涉仪的工作端与所述光学元件面形测试装置的窗口对正。

技术总结
本发明属于光学领域，提供一种光学元件面形测试装置和系统，包括杜瓦、支撑架、端盖和连接装置。试验时，将固定有光学元件的支撑架固定到第二储罐上，封闭端盖，通过连接装置将杜瓦固定到调整架上，对杜瓦抽真空。通过流量调节组件控制第一储罐内的低温制冷剂进入第二储罐内，使光学元件的温度达所需温度。通过调整架调整光学元件的角度和位置，进行某一低温环境下的面形测试。多次改变光学元件的温度，并调整光学元件的角度和位置，完成不同温度下的面形测试。本发明提供的光学元件面形测试装置，在调节光学元件的角度和位置时无需打开杜瓦，无需重复抽真空，且温度可以连续下降，简化了操作步骤，提高了测试效率，降低了测试难度。

技术研发人员：王兆利,赵密广,陈厚磊,梁惊涛
受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15