申请/专利权人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

申请日：2021-11-12

公开（公告）日：2023-03-21

公开（公告）号：CN114076574B

主分类号：G01B11/24

分类号：G01B11/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.21#授权;2022.03.11#实质审查的生效;2022.02.22#公开

摘要：本发明适用于自由曲面测量领域，公开了自由曲面测量系统，包括探测单元、移动单元、数据处理单元和计算机单元，移动单元和数据处理单元均与和计算机单元连接，计算机单元根据被测自由曲面被测自由曲面的多个环形子孔径的位置关系控制移动单元的运动，探测单元在移动单元的驱动下检测各个环形子孔径反射的激光光束的波前斜率，探测单元包括光源、光纤阵列、光谱仪阵列和透镜阵列，数据处理单元与光谱仪阵列连接，用于根据各个环形子孔径对应的波前斜率获得被测自由曲面的面形；该自由曲面测量系统的探测单元基于共聚焦原理，利用透镜阵列产生长的色散区域，并在焦面上采用集成光波导，扩大接收视场，可实现非接触、大量程、大倾角范围面形测量。

主权项：1.一种自由曲面测量系统，其特征在于，包括探测单元、移动单元、数据处理单元和计算机单元，探测单元设置在所述移动单元上，所述移动单元和所述数据处理单元均与所述计算机单元连接，所述计算机单元根据被测自由曲面的多个环形子孔径的位置关系控制所述移动单元的运动，所述探测单元在所述移动单元的驱动下依次检测各个环形子孔径反射的激光光束的波前斜率，所述探测单元包括光源、光纤阵列、光谱仪阵列和透镜阵列，所述光谱仪阵列设于所述光纤阵列的后端，所述透镜阵列设于所述光纤阵列的前端，所述光源发出的激光光束经过所述光纤阵列射入至所述透镜阵列，并经过所述透镜阵列射入被测自由曲面，被测自由曲面反射的激光光束经所述透镜阵列返回至所述光纤阵列，并入射至所述光谱仪阵列，所述光谱仪阵列用于获取各个环形子孔径反射的激光光束的波前斜率，所述数据处理单元与所述光谱仪阵列连接，所述数据处理单元用于根据各个环形子孔径对应的波前斜率获得被测自由曲面的面形，并传输至所述计算机单元；所述移动单元包括平移机构、旋转台和机械臂，所述旋转台用于驱动被测自由曲面做旋转运动，所述平移机构用于调整所述探测单元相对被测自由曲面的径向位置，所述机械臂用于调整探测单元相对被测自由曲面的竖直位置；所述自由曲面测量系统还包括用于设置在所述探测单元与被测自由曲面之间的双五棱镜单元，所述双五棱镜单元包括与所述计算机单元连接的自准直仪、平面反射镜、移动导轨、第一五棱镜和第二五棱镜，所述自准直仪、所述第一五棱镜和所述第二五棱镜沿激光光束的出射方向依次设置，所述平面反射镜沿平行于激光光束的出射方向设置在所述移动导轨的一侧，且所述平面反射镜的轴向尺寸至少覆盖所述第一五棱镜和所述第二五棱镜，所述第一五棱镜固定在移动导轨上，所述第一五棱镜包括五棱镜和三角镜，所述探测单元射出的激光光束经自所述准直仪入射至所述第一五棱镜，经所述第一五棱镜透射至所述第二五棱镜，并经所述第二五棱镜偏转90度出射，出射光束垂直射入所述平面反射镜，经所述平面反射镜反射后，反射光束经所述第二五棱镜原路返回至所述第一五棱镜，并经所述第二五棱镜偏转90度出射，出射光束垂直射入所述平面反射镜，经所述平面反射镜反射后，反射光束经所述第一五棱镜原路返回至所述自准直仪，所述自准直仪测量返回光束与所述自准直仪发出的平行光束的夹角，并将测量结果传输至所述计算机。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种自由曲面测量系统

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