基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

陆衡; 陈好; 何勇; 李建欣; 胡绍云; 张浩; 孟庆安

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基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

陆衡, 陈好, 何勇, 李建欣, 胡绍云, 张浩, 孟庆安

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陆衡, 陈好, 何勇, 李建欣, 胡绍云, 张浩, 孟庆安. 基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2836-2841.

引用本文:

陆衡, 陈好, 何勇, 李建欣, 胡绍云, 张浩, 孟庆安. 基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2836-2841.

Lu Heng, Chen Hao, He Yong, Li Jianxin, Hu Shaoyun, Zhang Hao, Meng Qing'an. Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(10): 2836-2841.

Citation:

Lu Heng, Chen Hao, He Yong, Li Jianxin, Hu Shaoyun, Zhang Hao, Meng Qing'an. Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(10): 2836-2841.

基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

1.
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;
2.
西南技术物理研究所,四川成都 610014

基金项目:

十二五国防基础科研项目

详细信息

作者简介:
陆衡（1989- ），男，硕士生，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：lhchange@sina.com；何勇（1966- ），男，研究员，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：heyong@njust.edu.cn

陆衡（1989- ），男，硕士生，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：lhchange@sina.com；何勇（1966- ），男，研究员，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：heyong@njust.edu.cn

中图分类号: O439

Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect

1.
Institute of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;
2.
Southwest Institute of Technical Physics,Chengdu 610041,China

摘要: 为了实现长焦距的精确测量，基于泰伯莫尔法测量长焦距的原理，构建出了由准直波前发生器、泰伯干涉仪和成像采集系统组成的长焦距测量装置。分析了准直波前畸变对焦距测量精度的影响，用数值分析的方法分析了待测样品到光栅G1 的距离s，光栅G1、G2 的间距d 以及栅线夹角对焦距测量精度的影响。提出了具体的装调方法：用五棱镜法检测波前，保证准直波前质量PV 值优于一个波长;用光栅尺位移传感器测量s，标定d，使其精度达到0.1mm；采用标准反射凹球面法标定光栅夹角，使光栅夹角的装调精度达到0.001。对焦距为5436mm 的透镜进行实验测量，误差小于0.35%。
- Talbot-Moiré /
- 效应 /
- 长焦距测量 /
- 精度分析 /
- 装调
Abstract: In order to achieve high-accuracy measurement of the long focal length, a method of measuring long focal length based on Talbot-Moireffect was studied in this paper, a long focal length test device was established, it included a collimated wavefront generator, a Talbot interferometer and a imaging system. The effect of wavefront aberration on accuracy of focal length was analyzed. Then the distance s from the sample to the grating G1, the space d between grating G1 and grating G2,and angle of two grating lines as influencing factors on accuracy of focal length were analysed. The alignment method to improve the accuracy was proposed. Pentaprism method for the detection of wavefront was introduced, to ensure that the collimated wavefront quality better than a wavelength. The linear grating encoder was used to measure s and calibrate d, to make the accuracy of the distance better than 0.1 mm. A reference reflective concave sphere was used for angle calibration, to make the accuracy of angle better than 0.001. The experimental results show that the relative error is less than 0.35% when measured focal length is 5436mm.
- Talbot-Moiré effect /
- long focal length measurement /
- accuracy analysis /
- alignment /

[1]	Yuan Shidong. The measurement of large aperture and long focal length mirrors [D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2008.袁士东. 大口径长焦距反射镜焦距测量技术[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2008.
[2]
[3]	Hou changlun. A method for mesuremnet of long focal length based on Talbot effect [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2005. 侯昌伦. 基于Talbot 效应的长焦距测量系统的研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2005.
[4]
[5]	Wu Lingling, Wang xing, Chen Jing, et al. Limit precision analysis of focal length measurement of lens based on Talbot-moire effect [J]. Applied Optics, 2011, 32(4): 693-697. (in Chinese) 吴玲玲, 王星, 陈靖, 等. 基于Talbot-Moir法的长焦透镜焦距测量的极限精度分析[J].应用光学2011, 32(4): 693-697.
[6]
[7]	Yun Yu, Xie Ping, Peng Yong, et al. Method for testing light colimination based on Talbot effect [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37: 267-269. 云宇, 解平, 彭勇, 等. 基于Talbot 效应检测光束准直性方法的研究[J]. 红外与激光工程, 2008, 37: 267-269.
[8]
[9]
[10]	Wang Mingjia, Wu Zhiguo, Xu Dapeng, et al. Accurate and automatic recognition of Moirfringe angle [J]. China Optics, 2011, 4(5): 509-512. 王明佳.武治国.徐大鹏.等.精确自动识别莫尔条纹方向角的算法[J]. 中国光学, 2011, 4(5), 509-512.
[11]	Jin Xiongrong, Zhang Jinchun, Bai Jian. Calibration method for high-accuracy measurement of long focal length with Talbot interferometry [J]. Appied Optics, 2012, 51 (13): 2407-2413.
[12]
[13]	Wu Xuhua, Chen Lei, Xiao Shaorong. Wavefront testing of collimation beam in phase-shifting interferometer [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(1): 106-11. 武旭华, 陈磊, 肖韶荣. 干涉仪准直系统波前质量检测[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(1): 106-110.
[14]
[15]	Liu Zhaodong,Yu Lina, Han Zhigang, et al. Mesurement of the wavefront of collimation of a large aperture near-infrared interferometer using a scanning penteprism system[J]. Chinese Journal of Lasers, 2010, 37(4): 1082-1087. (in Chinese) 刘兆栋, 于丽娜, 韩志刚, 等. 五棱镜扫描法检测大口径近红外干涉仪准直波前[J]. 中国激光, 2010, 37 (4): 1082-1087.

[1]	何鑫, 姜翔, 顾伯忠, 叶宇, 乐中宇. 丽江2.4 m望远镜耐焦卡焦切换系统的设计与分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210881-1-20210881-9. doi: 10.3788/IRLA20210881
[2]	秦铭泽, 胡源, 贺文俊, 郑阳, 储雨豪, 袁夕尧, 李文轩. 裂像镜在激光测距机离焦检测中的应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20200454-1-20200454-6. doi: 10.3788/IRLA20200454
[3]	李彬, 雷宏杰. 机载光学大气数据系统数据反演精度分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200429-1-20200429-6. doi: 10.3788/IRLA20200429
[4]	刘岩, 雷柏平, 范斌, 边疆. 基于视觉测量的目标定位技术及结构参数优化 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200191-20200191. doi: 10.3788/IRLA20200191
[5]	吴从均, 张新洁. 反射变距离激光传输链路几何衰减模拟系统研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 117-124. doi: 10.3788/IRLA201948.S218003
[6]	王凯, 闫勇, 徐明林, 左玉弟, 金光, 陶淑苹. 轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
[7]	赵勇志, 邵亮, 明名, 吕天宇, 刘昌华. 大口径望远镜主镜支撑系统装调 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 918003-0918003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0918003
[8]	毛晓楠, 周琦, 马英超, 闫晓军, 唯乐思, 余路伟, 尹海宁, 张晴. 浦江一号卫星星敏感器在轨测量精度分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 517002-0517002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0517002
[9]	穆生博, 宋俊儒, 李洋, 焦文春. 星载激光测距仪扩束系统的高精度装调 . 红外与激光工程, 2016, 45(3): 306006-0306006(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0306006
[10]	张继超, 李大伟. 长焦距光学系统中反射光路的设计与装调 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1496-1499.
[11]	何帆, 白剑, 侯西云. 基于模板匹配的莫尔条纹倾角计算 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2825-2830.
[12]	田咪, 何志平, 陈凯, 吕刚, 王建宇. 基于超声电机的轻型指向机构及其指向误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2200-2205.
[13]	李健, 张广军, 魏新国. 多视场星敏感器数学模型与精度分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1223-1228.
[14]	张进宏, 陈云琳. 基于Talbot效应的电光调制位相阵列器 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3724-3728.
[15]	王涌鹏, 罗佳, 白剑, 梁宜勇. 高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 562-568.
[16]	闫力松, 王孝坤, 郑立功, 王润强, 张学军. 大口径反射镜子孔径拼接自检验精度分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1920-1924.
[17]	姚震, 吴易明, 高立民, 吴璀罡, 梅超. 长焦距红外光学系统焦距检测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1950-1954.
[18]	刘婷毓, 张景旭, 杨飞, 明名, 吕天宇. 近红外镜头系统的设计与装调 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 669-674.
[19]	王一凡. 应用干涉仪对经纬仪光学系统主镜的装调和检测 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1275-1279.
[20]	杨亮, 李朝辉, 乔克. 某空间反射镜支撑装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3277-3282.

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基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;

2. 西南技术物理研究所,四川成都 610014

作者简介:
陆衡（1989- ），男，硕士生，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：lhchange@sina.com；何勇（1966- ），男，研究员，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：heyong@njust.edu.cn

陆衡（1989- ），男，硕士生，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：lhchange@sina.com；何勇（1966- ），男，研究员，主要从事光学测试原理及技术方面的研究。Email：heyong@njust.edu.cn

收稿日期: 2013-02-10
修回日期: 2013-03-25
刊出日期: 2013-10-25

基金项目:

十二五国防基础科研项目

中图分类号: O439

关键词:

摘要: 为了实现长焦距的精确测量，基于泰伯莫尔法测量长焦距的原理，构建出了由准直波前发生器、泰伯干涉仪和成像采集系统组成的长焦距测量装置。分析了准直波前畸变对焦距测量精度的影响，用数值分析的方法分析了待测样品到光栅G1 的距离s，光栅G1、G2 的间距d 以及栅线夹角对焦距测量精度的影响。提出了具体的装调方法：用五棱镜法检测波前，保证准直波前质量PV 值优于一个波长;用光栅尺位移传感器测量s，标定d，使其精度达到0.1mm；采用标准反射凹球面法标定光栅夹角，使光栅夹角的装调精度达到0.001。对焦距为5436mm 的透镜进行实验测量，误差小于0.35%。

English Abstract

Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect

1. Institute of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;

2. Southwest Institute of Technical Physics,Chengdu 610041,China

Received Date: 2013-02-10
Rev Recd Date: 2013-03-25
Publish Date: 2013-10-25

Keywords:

Abstract: In order to achieve high-accuracy measurement of the long focal length, a method of measuring long focal length based on Talbot-Moireffect was studied in this paper, a long focal length test device was established, it included a collimated wavefront generator, a Talbot interferometer and a imaging system. The effect of wavefront aberration on accuracy of focal length was analyzed. Then the distance s from the sample to the grating G1, the space d between grating G1 and grating G2,and angle of two grating lines as influencing factors on accuracy of focal length were analysed. The alignment method to improve the accuracy was proposed. Pentaprism method for the detection of wavefront was introduced, to ensure that the collimated wavefront quality better than a wavelength. The linear grating encoder was used to measure s and calibrate d, to make the accuracy of the distance better than 0.1 mm. A reference reflective concave sphere was used for angle calibration, to make the accuracy of angle better than 0.001. The experimental results show that the relative error is less than 0.35% when measured focal length is 5436mm.

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基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect

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出版历程

基于泰伯莫尔法的长焦距测量系统的装调技术

1. 南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094; 2. 西南技术物理研究所,四川成都 610014

English Abstract

Alignment method for measurement of long focal length based on Talbot-Moiré effect

1. Institute of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China; 2. Southwest Institute of Technical Physics,Chengdu 610041,China

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1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;

2. 西南技术物理研究所,四川成都 610014

1. Institute of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;

2. Southwest Institute of Technical Physics,Chengdu 610041,China