發(fā)布時(shí)間：2019-04-29 12:07

【摘要】：非球面具有二次系數(shù),相比球面增加了調(diào)整變量,因此可以提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量,可以設(shè)計(jì)出各種性能優(yōu)異、復(fù)雜的反射式光學(xué)系統(tǒng)。非球面的使用可以使得光學(xué)系統(tǒng)口徑做得很大,但也同時(shí)增加了光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)的難度,高精度非球面光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)是非球面光學(xué)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本文基于某型號非球面折反式RC望遠(yuǎn)系統(tǒng),針對如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高精度精密裝調(diào)進(jìn)行研究,其中包括非球面反射鏡的微應(yīng)力裝配、非球面反射鏡光學(xué)定中心技術(shù)、基于光軸替代設(shè)計(jì)的系統(tǒng)立式穿心以及基于干涉自準(zhǔn)檢驗(yàn)的計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)。通過以上技術(shù)研究及實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)焦距為560mm、口徑為150mmRC望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的精密裝調(diào),最終系統(tǒng)波像差RMS可達(dá)到0.05λ。本論文主要完成幾項(xiàng)工作1.建立了系統(tǒng)波像差與Zernike多項(xiàng)式之間的關(guān)系,為計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)提供理論依據(jù)；通過分析RC系統(tǒng)失調(diào)像差特性得出系統(tǒng)裝調(diào)過程中必須測量多個(gè)視場的像差來保證RC系統(tǒng)全視場內(nèi)的成像質(zhì)量。2.介紹了非球面反射鏡面形的兩種檢測方法,分別是無像差點(diǎn)檢測以及補(bǔ)償法檢測；通過分析反射鏡面形誤差對光學(xué)系統(tǒng)像差的影響,得出在反射鏡裝配時(shí)必須保證反射鏡面形精度；并針對反射鏡的四種支撐方式進(jìn)行了微應(yīng)力裝配關(guān)鍵技術(shù)的研究,提出各種支撐方式下實(shí)現(xiàn)微應(yīng)力裝配的關(guān)鍵注意事項(xiàng)。3.針對實(shí)際RC望遠(yuǎn)系統(tǒng),根據(jù)其光路以及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)巧妙的光軸替代工裝并結(jié)合立式定心技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)高精度的穿心工作；對于非球面反射鏡的光學(xué)定心加工,采用反射鏡球心像晃動(dòng)量與反射鏡端面跳動(dòng)量雙向指標(biāo)的控制要求；并基于干涉自準(zhǔn)檢驗(yàn),根據(jù)干涉信息處理得到的系統(tǒng)波像差信息,得到系統(tǒng)的失調(diào)方向及失調(diào)量,并對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
[Abstract]:The aspherical surface has quadratic coefficient, so the imaging quality of the optical system can be improved by increasing the adjustment variables compared with the spherical surface, and various reflective optical systems with excellent performance and complexity can be designed. The use of aspherical surface can make the aperture of optical system do a lot, but it also increases the difficulty of optical system assembly. High precision aspheric optical system assembly is the key to the wide application of aspheric optical system. Based on a certain type of aspherical folded-trans RC remote system, this paper studies how to realize the high-precision assembly of the system, including the micro-stress assembly of aspherical reflector, the optical centralization technology of aspherical reflector, and so on. Vertical piercing system based on optical axis substitution design and computer-aided assembly technology based on interference self-precision test. Through the above-mentioned technical research and experiment, the precision installation of the optical system with 560mm focal length and 150mmRC aperture is realized. Finally, the wave aberration RMS of the system can reach 0.05位. This paper mainly completes several work 1. The relationship between system wave aberration and Zernike polynomial is established, which provides a theoretical basis for computer-aided assembly. By analyzing the misaligned aberrations of the RC system, it is concluded that the aberrations of multiple fields of view must be measured in the process of installation of the system to ensure the imaging quality of the RC system in the whole field of view. 2. This paper introduces two kinds of testing methods for aspherical mirror shape, which are non-image-free and compensation-free. By analyzing the influence of reflection mirror shape error on aberration of optical system, it is concluded that the precision of reflection mirror shape must be guaranteed when the mirror is assembled. The key technology of micro-stress assembly is studied according to the four support modes of mirror, and the key points for realizing micro-stress assembly under various support modes are put forward. 3. The key points for realizing micro-stress assembly under various support modes are put forward. According to the characteristics of the optical path and structure of the actual RC remote system, an ingenious optical axis replacement tool is designed and combined with the vertical centring technology to realize the high precision piercing work of the system. For the optical centering machining of aspheric mirror, the control requirements of the two-way index of the spherical image sloshing and the jump momentum of the reflector end face are adopted. Based on the interference self-quasi test, the misalignment direction and misalignment of the system are obtained by processing the information of the system wave aberration, and the system is adjusted accordingly.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH751

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本文編號：2468229