大口径快反镜面形测试系统设计与实时监测

"大口径快反镜面形测试系统设计" 本文主要探讨了大口径快速反射镜（快反镜）在光束指向控制技术中的重要性，特别是在军事国防、航空航天、大型激光武器、天文望远镜和空间通信领域的广泛应用。快反镜通过压电陶瓷或音圈电机驱动，实现反射镜的快速摆动，从而调整光束方向，达到高精度的光束指向控制。在光学成像系统中，快反镜通过开环或闭环控制确保视轴稳定并补偿像移。 对于大口径光学器件的面形检测，文章提到了几种方法，如干涉仪法、Ritchey-Common法、斜入射法、子孔径拼接法和五棱镜扫描法。其中，干涉检测法虽然应用广泛，但由于对环境和设备的高要求以及成本问题，其测试精度仍有待提升。陈念年和袁理分别设计的面形测量装置的精度分别为0.072λ和8.1nmrms。然而，对于动态工作的大口径快反镜，其频繁的面形抖动使得传统的面形测量方法不再适用。 文章中，作者设计了一种针对大口径快反镜（400mm口径，633nm工作波长）的专用面形测试系统。该系统采用了离轴折反射式扩束系统，结合位置敏感探测器（PSD）和感光耦合元件（CCD）相机来实时记录光束质心和光斑变化。通过快速补偿镜与快反镜同步，以适应其面形变化的频率。此外，PSD和夏克哈特曼波前传感器被用来实时测量和记录快反镜的面形误差变化。系统设计还包括了光学和机械热仿真分析，确保在-10到50℃的工作环境中能够实现高精度和稳定性的实时测量。 本文介绍的大口径快反镜面形测试系统解决了传统方法在动态测量大口径快反镜时的局限性，提供了实时、高精度的解决方案，对提升大口径光学系统性能具有重要意义。