太阳成像光谱仪用校正镜组全局光路装调装置及装调方法

1.本发明涉及空间光学技术领域，尤其涉及一种应用于空间对日成像光谱仪前后光路对接校正镜组的全局光路装调方法。


背景技术：

2.探索太阳具有广义的天体物理意义，同时，太阳活动及其对日地空间环境的影响则是空间天气预报的主要对象，因此，需要太阳成像光谱仪对太阳活动进行观测研究。
3.太阳成像光谱仪可以实现光谱扫描成像，其光学系统主要包括三部分，分别为：前端的离轴三反光学系统、后端的光谱扫描成像系统、以及两者之间连接的校正光学系统。前端离轴三反光学系统与校正光学系统是为了给后端光谱扫描成像系统提供像方远心光学系统。校正光学系统由三片透镜组成，三片透镜空间位置相对固定，装配成组件后成为校正镜组，校正镜组承接着连接前后光学系统的功能，由于传统的透镜组外接基准镜的方式存在修调角度测量困难的问题，为保证光学系统成像像质最优，并保证像方远心，需要对校正镜组在全局光路中的光学装调装置和装调方法进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种通过校正镜组上构建出双基准面、通过基准面与校正镜组内腔共基准加工来保证光学装调时能够准确快速地测出前端离轴三反光学系统通过校正镜组的光轴指向、并通过一体的修调垫片调整补偿校正镜组的三个旋转自由度、快速并准确地连接前后两端的光学系统以保证成像光谱仪光学系统成像像质最优的太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调装置及装调方法。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明的一种太阳成像光谱仪用校正镜组全局光路装调装置，该装调装置包括：
7.校正镜组，所述校正镜组的前端形成为第一基准面，所述校正镜组的后端形成为第二基准面；
8.所述校正镜组的第一基准面作为太阳成像光谱仪的全局光路系统的离轴三反光学系统的基准；
9.所述校正镜组的第二基准面作为太阳成像光谱仪的全局光路系统的光谱扫描成像系统的基准；
10.该装调装置还包括：
11.安装于所述校正镜组底部的修调垫片。
12.进一步的，所述第一基准面的平面度加工至0.003mm；
13.所述第二基准面的平面度加工至0.003mm；
14.所述校正镜组的镜筒内腔的圆柱轴心线垂直于所述第一基准面，且所述圆柱轴心线与所述第一基准面的垂直度精度为0.005mm；
15.所述校正镜组的镜筒内腔的圆柱轴心线垂直于所述第二基准面，且所述圆柱轴心
线与所述第二基准面的垂直度精度为0.005mm。
16.进一步的，所述校正镜组的上端具有基准镜接口；
17.外部基准镜通过所述基准镜接口安装于所述校正镜组的上端。
18.进一步的，所述校正镜组的镜筒与所述修调垫片配合的位置形成有镜筒安装部；
19.所述镜筒安装部朝向所述镜筒的外部延伸，且所述镜筒的底部的两侧对称形成有所述镜筒安装部；
20.所述修调垫片与所述镜筒安装部装配固定。
21.进一步的，所述修调垫片为一体式结构，且所述修调垫片包括：
22.垫片底座、以及形成于所述垫片底座上部的垫片安装部；
23.所述垫片安装部与所述镜筒安装部装配固定以通过所述修调垫片修整所述离轴三反光学系统与校正镜组的第一基准面两个光轴的不共线误差。
24.本发明公开了一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路状态装调方法，该装调方法基于如上所述的太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路状态装调装置，该装调方法包括以下步骤：
25.s101、校正镜组的光轴基准的建立，校正镜组的三片光学镜片装调时保证镜片的光轴与镜筒内腔的轴线重合共线，且垂直度精度为0.005mm；
26.s102、校正镜组与前端的离轴三反光学系统的光轴对准，前端的离轴三反光学系统装调后，建立自身的光轴基准，通过前端的离轴三反光学系统的基准镜的引出，将离轴三反光学系统的光轴与校正镜组的第一基准面修同轴；
27.s103、校正镜组将光轴基准传递至后端的光谱扫描成像系统，第二基准面作为全局光学系统后端的光谱扫描成像系统的输入基准，调整光谱扫描成像系统的光轴指向与校正镜组的光轴共线。
28.进一步的，所述步骤s101中，通过高精度经纬仪测量出前端的离轴三反光学系统的光轴方位，与校正镜组的光轴互相瞄准测量，测量出两个光轴的不共线误差，并通过修调垫片修整不共线误差。
29.进一步的，该装调方法还包括以下步骤：
30.s104、将基准镜通过基准镜接口安装在校正镜组上，利用基准镜复核校正镜组光轴指向。
31.在上述技术方案中，本发明提供的一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调装置及装调方法，具有以下有益效果：
32.本发明的装调装置及方法利用自身连接接口的形式的设计和装调基准的引入，降低了现有技术中借助外装基准镜对镜组角度装调的难度，可以快速、准确地连接前端和后端的光学系统，保证成像光谱仪光学系统成像像质最优。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例提供的一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调
装置的结构示意图一；
35.图2为本发明实施例提供的一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调装置的结构示意图二。
36.附图标记说明：
37.1、校正镜组；2、修调垫片；3、基准镜接口；
38.101、第一基准面；102、第二基准面；103、圆柱轴心线；104、镜筒内腔；105、镜筒安装部；
39.201、垫片底座；202、垫片安装部。
具体实施方式
40.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
41.参见图1至图2所示；
42.实施例一；
43.本实施例一的一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调装置，该装调装置包括：
44.校正镜组1，校正镜组1的前端形成为第一基准面101，校正镜组1的后端形成为第二基准面102；
45.校正镜组1的第一基准面101作为太阳成像光谱仪的全局光路系统的离轴三反光学系统的基准；
46.校正镜组1的第二基准面102作为太阳成像光谱仪的全局光路系统的光谱扫描成像系统的基准；
47.该装调装置还包括：
48.安装于校正镜组1底部的修调垫片2。
49.具体的，本实施例一公开了一种适用于太阳成像光谱仪全局光路装调装置，其包括校正镜组1和底部的修调垫片2。其中，为了给前后两端的光学系统提供基准，本实施例的校正镜组1的前端具有第一基准面101，后端具有第二基准面102；利用第一基准面101作为前端的离轴三反光学系统的基准，第二基准面102作为后端的光谱扫描成像系统的基准。通过将校正镜组1上构建出双基准面，且基准面与校正镜组1的镜筒内腔共基准加工，保证光学装调时能够准确、快读测出前端离轴三反光学系统通过校正镜组1的光轴指向，并根据两者的不共线误差通过修调垫片2调整补偿校正镜组1的旋转自由度。
50.优选的，本实施例一的第一基准面101的平面度加工至0.003mm；
51.第二基准面102的平面度加工至0.003mm；
52.校正镜组1的镜筒内腔104的圆柱轴心线103垂直于第一基准面101，且圆柱轴心线103与第一基准面101的垂直度精度为0.005mm；
53.校正镜组1的镜筒内腔104的圆柱轴心线103垂直于第二基准面102，且圆柱轴心线103与第二基准面102的垂直度精度为0.005mm。
54.首先是对校正镜组1的加工，需要保证第一基准面101和第二基准面102的平面度加工至0.003mm，并进行抛光处理，以保证高精度经纬仪可以直接进行角度精测。其次，加工
时，要保证镜筒内腔104的圆柱轴心线103与第一基准面101和第二基准面102均垂直，且垂直度精度达到0.005mm，而优选为优于0.005mm。而该垂直度要求是为了把校正镜组1的光轴与两个基准面建立光学基准。
55.通过，区别于现有技术中使用外接基准镜的方式进行镜组角度装调的方式，本实施例一的装置利用基准镜作为复核操作，具体为：
56.校正镜组1的上端具有基准镜接口3；
57.外部基准镜通过基准镜接口3安装于校正镜组1的上端。
58.优选的，本实施例的校正镜组1的镜筒与修调垫片2配合的位置形成有镜筒安装部105；
59.镜筒安装部105朝向镜筒的外部延伸，且镜筒的底部的两侧对称形成有镜筒安装部105；
60.修调垫片2与镜筒安装部105装配固定。
61.其中，为了与镜筒的镜筒安装部105配合，本实施例一的修调垫片2为一体式结构，且所述修调垫片2包括：
62.垫片底座201、以及形成于垫片底座201上部的垫片安装部202；
63.垫片安装部202与镜筒安装部105装配固定以通过修调垫片2修整离轴三反光学系统与校正镜组1的第一基准面101两个光轴的不共线误差。
64.实施例二：
65.本发明的实施例二公开了一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路状态装调方法，该装调方法基于如上所述的太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路状态装调装置，该装调方法包括以下步骤：
66.s101、校正镜组1的光轴基准的建立，校正镜组1的三片光学镜片装调时保证镜片的光轴与镜筒内腔的轴线重合共线，且垂直度精度为0.005mm；
67.s102、校正镜组1与前端的离轴三反光学系统的光轴对准，前端的离轴三反光学系统装调后，建立自身的光轴基准，通过前端的离轴三反光学系统的基准镜的引出，将离轴三反光学系统的光轴与校正镜组1的第一基准面101修同轴；
68.s103、校正镜组1将光轴基准传递至后端的光谱扫描成像系统，第二基准面102作为全局光学系统后端的光谱扫描成像系统的输入基准，调整光谱扫描成像系统的光轴指向与校正镜组1的光轴共线。
69.其中，上述的步骤s101中，通过高精度经纬仪测量出前端的离轴三反光学系统的光轴方位，与校正镜组1的光轴互相瞄准测量，测量出两个光轴的不共线误差，并通过修调垫片修整不共线误差。
70.其次，该装调方法还包括以下步骤：
71.s104、将基准镜通过基准镜接口105安装在校正镜组1上，利用基准镜复核校正镜组1光轴指向。本实施例二的装调方法利用外接的基准镜作为复核机构，通过上述的光轴基准传递的方法，光学系统的光轴对准精度在5
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以内，此外，校正镜组1通过预留的基准镜接口安装基准镜，作为校正镜组1光轴指向精度的复核环节，避免测量角度的错误。
72.在上述技术方案中，本发明提供的一种太阳成像光谱仪用高精度校正镜组全局光路装调装置及装调方法，具有以下有益效果：
73.本发明的装调装置及方法利用自身连接接口的形式的设计和装调基准的引入，降低了现有技术中借助外装基准镜对镜组角度装调的难度，可以快速、准确地连接前端和后端的光学系统，保证成像光谱仪光学系统成像像质最优。
74.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。