计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校技术

摘要

本发明公开了一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校技术，它依据待装校成像光学系统各光学元件和机械基准的定位需要，设计全息图像，使光束经计算全息图像衍射成像，形成‘标记’像的集合，该‘标记’像对应待装校成像光学系统的光学元件和机械组部件的基准，‘标记’像空间相对位置对应待装校成像光学系统的光学元件和机械组部件的基准的空间相对位置，该‘标记’像的集合构成待装校光学系统的‘立体图’。成像光学系统装校过程中，将待装校成像光学系统的各光学元件和机械组部的基准与对应的‘标记’像对准，从而完成成像光学系统的粗调，使待装校成像光学系统进入干涉图阶段，之后，利用计算机辅助像差解耦技术完成精调。

主权项

一种计算全息多点瞬时定位多自由度成像光学系统光校方法，包括装校光路的设计、搭建、光学系统的粗调和精调，其特征在于：所述的装校光路的设计分以下几步：1）借助待装校光学系统的结构模装图，明确待装校光学系统的结构特点，寻找一个角度，使得装校光路的光源可以同时看到待装校光学系统中所有或部分待装校的光学元件及机械零部件局部或全部；2）在装校的光学元件及机械零部件上，装校光路的光源可见的部位设计基准，该基准可以是点、空间曲线或者其他复杂空间图形等，在加工检测过程中，将该基准刻或者标示在光学元件和机械零部件上，基准的加工制作或标示的精度由待装校光学系统的粗调公差决定；3）依照2）中设计的基准，设计装校光路，装校光路包括光源和计算全息板，其中，计算全息板设计多个图案区域，每个图案区域具有不同的功能，分别对应待装校的光学元件及机械零部件的基准‘标记’像和光源定位，当光源入射到光源定位图案上，衍射沿原光路返回，与干涉仪中的参考光干涉，用以光源与计算全息板之间的定位，当光源入射到基准‘标记’像图案上，衍射成像，且与2）中设计的基准对应，成为其空间的‘标记’像，用以定位待装校光学元件及机械零件；所述装校光路的搭建方法为：装校光路的光源采用干涉仪光源，使干涉仪光源入射并覆盖计算全息板，调整干涉仪和计算全息板的位置，令入射至光源定位图案的光束衍射沿原光路返回，与干涉仪中的参考光干涉，当干涉图案0条纹，且入射到基准‘标记’像图案的光束衍射成‘标记’像时，装校光路调整完毕；所述的光学系统粗调为：待装校光路的搭建完毕后，将待装校光学的光学元件和机械零部件的基准与装校光路产生的‘标记’像对准，从而使待装校光学系统产生干涉图；所述的光学系统精调为，当待装校光学系统产生干涉图时，利用计算机辅助像差解耦技术，从干涉图中解调出待装校光学系统失调量，并进行调节，从而使得待装校光学系统到达预期像质，从而完成成像光学系统的装校。