1.組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置,其特征在于,包括光源(1)、透射式準(zhǔn)直鏡(21)、反射鏡(3)、以及反饋成像系統(tǒng)(6),所述反射鏡(3)上設(shè)置有角度調(diào)整測(cè)量裝置(4);光源(1)出射的光束,經(jīng)過透射式準(zhǔn)直鏡(21)準(zhǔn)直成平行光束后,再由反射鏡(3)反射,入射到被測(cè)物(5)的表面;從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,由反饋成像系統(tǒng)(6)采集成像;
所述反饋成像系統(tǒng)(6)為以下兩種形式中的:
第一、反饋成像系統(tǒng)(6)包括圖像傳感器成像系統(tǒng)和四象限探測(cè)器成像系統(tǒng);
所述圖像傳感器成像系統(tǒng)包括第一反饋分光鏡(61)和設(shè)置在透射式準(zhǔn)直鏡(21)焦點(diǎn)處的圖像傳感器(65);從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過透射式準(zhǔn)直鏡(21)投射、第一反饋分光鏡(61)反射、由圖像傳感器(65)采集成像;在被測(cè)物(5)表面與光軸垂直的條件下,圖像傳感器(65)所成點(diǎn)像在像面中心位置;
或
所述圖像傳感器成像系統(tǒng)包括第一反饋分光鏡(61)、第一反饋物鏡(63)和設(shè)置在第一反饋物鏡(63)焦點(diǎn)處的圖像傳感器(65);從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過第一反饋分光鏡(61)反射、第一反饋物鏡(63)透射、由圖像傳感器(65)采集成像;在被測(cè)物(5)表面與光軸垂直的條件下,圖像傳感器(65)所成點(diǎn)像在像面中心位置;
所述四象限探測(cè)器成像系統(tǒng)包括第二反饋分光鏡(62)和設(shè)置在透射式準(zhǔn)直鏡(21)焦點(diǎn)處的四象限探測(cè)器(66);從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過透射式準(zhǔn)直鏡(21)投射、第一反饋分光鏡(61)反射、由四象限探測(cè)器(66)采集成像;在被測(cè)物(5)表面與光軸垂直的條件下,四象限探測(cè)器(66)所成點(diǎn)像在像面中心位置;
或
所述四象限探測(cè)器成像系統(tǒng)包括第二反饋分光鏡(62)、第二反饋物鏡(64)和設(shè)置在第二反饋物鏡(64)焦點(diǎn)處的四象限探測(cè)器(66);從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過第二反饋分光鏡(62)反射、第二反饋物鏡(64)透射、由四象限探測(cè)器(66)采集成像;在被測(cè)物(5)表面與光軸垂直的條件下,四象限探測(cè)器(66)所成點(diǎn)像在像面中心位置;
第二、反饋成像系統(tǒng)(6)包括第一反饋分光鏡(61)、以及由導(dǎo)軌(68)承載的圖像傳感器(65)和四象限探測(cè)器(66),所述導(dǎo)軌(68)共有兩個(gè)停頓位置,一個(gè)停頓位置使圖像傳感器(65)像面中心對(duì)應(yīng)透射式準(zhǔn)直鏡(21)的焦點(diǎn)位置,另一個(gè)停頓位置使四象限探測(cè)器(66)像面中心對(duì)應(yīng)透射式準(zhǔn)直鏡(21)的焦點(diǎn)位置;
或
反饋成像系統(tǒng)(6)包括第一反饋分光鏡(61)、第一反饋物鏡(63)、以及由導(dǎo)軌(68)承載的圖像傳感器(65)和四象限探測(cè)器(66),所述導(dǎo)軌(68)共有兩個(gè)停頓位置,一個(gè)停頓位置使圖像傳感器(65)像面中心位于第一反饋物鏡(63)的焦點(diǎn)位置,另一個(gè)停頓位置使四象限探測(cè)器(66)像面中心位于第一反饋物鏡(63)的焦點(diǎn)位置;
所述角度調(diào)整測(cè)量裝置(4)包括設(shè)置在反射鏡(3)上的角度調(diào)整裝置、角度偏轉(zhuǎn)測(cè)量裝置、以及萬向軸(43),角度調(diào)整裝置包括第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412);第一驅(qū)動(dòng)器(411)與萬向軸(43)的連線垂直第二驅(qū)動(dòng)器(412)與萬向軸(43)的連線;角度偏轉(zhuǎn)測(cè)量裝置為共光路自準(zhǔn)直儀(429)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置,其特征在于,還包括波前探測(cè)系統(tǒng)(7)和波前補(bǔ)償系統(tǒng)(8);
所述波前探測(cè)系統(tǒng)(7)包括波前探測(cè)分光鏡(71)、以及空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73)中的至少一個(gè);所述波前探測(cè)分光鏡(71)設(shè)置在反射鏡(3)與被測(cè)物(5)之間,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)設(shè)置在波前探測(cè)分光鏡(71)的反射光路上,反射鏡形變波前探測(cè)器(73)設(shè)置在反射鏡(3)的二次反射光路上;
所述波前補(bǔ)償系統(tǒng)(8)包括補(bǔ)償光源(81)、補(bǔ)償準(zhǔn)直鏡(82)、以及透射式液晶空間光調(diào)制器(83);補(bǔ)償光源(81)出射的光束,經(jīng)過補(bǔ)償準(zhǔn)直鏡(82)準(zhǔn)直成平行光束后,再由透射式液晶空間光調(diào)制器(83)調(diào)制,入射到波前探測(cè)分光鏡(71)上。
3.在權(quán)利要求1所述便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、點(diǎn)亮光源(1),圖像傳感器(65)成像,根據(jù)點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到圖像傳感器(65)像面中心區(qū)域;
步驟b、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟c、通過共光路自準(zhǔn)直儀(429)得到反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,和f3、f4表示2個(gè)函數(shù)。
4.在權(quán)利要求2所述便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)僅包括波前探測(cè)分光鏡(71)和空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)分別得到GA和GB兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G1=GA-GB,得到空氣擾動(dòng)造成的波前變化;
步驟d、按照f5(G1)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng);
步驟e、圖像傳感器(65)成像,根據(jù)點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到圖像傳感器(65)像面中心區(qū)域;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、通過共光路自準(zhǔn)直儀(429)得到反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,和f3、f4表示2個(gè)函數(shù)。
5.在權(quán)利要求2所述便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)僅包括波前探測(cè)分光鏡(71)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,反射鏡形變波前探測(cè)器(73)分別得到GC和GD兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G2=GC-GD,得到空氣擾動(dòng)和反射鏡形變共同造成的波前變化;
步驟d、按照f5(G2)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng)和反射鏡形變;
步驟e、圖像傳感器(65)成像,根據(jù)點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到圖像傳感器(65)像面中心區(qū)域;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、通過共光路自準(zhǔn)直儀(429)得到反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,和f3、f4表示2個(gè)函數(shù)。
6.在權(quán)利要求2所述便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式組合調(diào)零激光大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)同時(shí)包括波前探測(cè)分光鏡(71)、空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)分別得到GA和GB兩組數(shù)據(jù),反射鏡形變波前探測(cè)器(73)分別得到GC和GD兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G1=GA-GB,得到空氣擾動(dòng)造成的波前變化;G2=GC-GD,得到空氣擾動(dòng)和反射鏡形變共同造成的波前變化;G=G2-G1,得到反射鏡形變?cè)斐傻牟ㄇ白兓?/p>
步驟d、
按照f5(G1)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng);
或
按照f5(G2)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng)和反射鏡形變;
或
按照f5(G)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償反射鏡形變;
步驟e、圖像傳感器(65)成像,根據(jù)點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到圖像傳感器(65)像面中心區(qū)域;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、通過共光路自準(zhǔn)直儀(429)得到反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,和f3、f4表示2個(gè)函數(shù)。