多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准_叶海水

第３３卷第６期２０１２年１１月应　用　光　学

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ　　　ｐｐｐＶｏｌ．３３Ｎｏ．６

Ｎｏｖ．２０１２

（）文章编号：１００２２０８２２０１２０６１０８２０６－－－

多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准

叶海水，秦震宇，高志山，王　帅，叶井飞，杜　洋

（）南京理工大学电光学院，江苏南京２１００９４

摘　要：闪电场景模拟系统中需要不同强度分布的光轴平行的多路光束，多棱镜分光系统能够实现平行光束增宽和强度分布调制。为获取彼此平行的多路光束，采用五棱镜扫描法完成等间隔分布的四棱镜分光系统的多光束光轴平行度检测，通过ＣＣＤ采集返回的与特定光轴位置信息有关的光点光强分布，并编制相关的软件计算质心偏差，为分光棱镜的定位装校提供直观准确的反馈信息，装校装置具有简单方便的特点。装校后的四棱镜分光系统在ｘ、ｚ３个方向上　ｙ、、，的光轴匹配精度分别小于３和４．′４′５′４束平行光的光强之比约为８∶４∶２∶１。进一步提高光轴的匹配精度可以达到秒量级。ＣＣＤ分辨率和增大成像物镜Ｌ的焦距后，关键词：光学系统；光轴平行度；五棱镜扫描法

：／中图分类号：Ｏ４３５．２；ＴＢ１３３　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　ｄｏｉ１０．５７６８ＪＡＯ２０１２３３．０６０３００１

Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｂｅａｍａｘｉｓａｒａｌｌｅｌｉｓｍｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ－　　　　ｐ

ｍｕｌｔｉｌｅｂｅａｍｓｌｉｔｔｅｒｉｎｒｉｓｍ　　　－ｐｐｐ

，Ｑ，ＷＡＮＧ，，ＹＥ　ＨａｉｓｈｕｉＩＮＺｈｅｎｕ，ＧＡＯＺｈｉｓｈａｎＳｈｕａｉＹＥＪｉｎｆｅｉＤＵ　Ｙａｎ－　－ｙ　－　　－ｇｇ

（，Ｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＆ＯｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　　　　　ｐｇｙｊｇｙｇｙ　　

）Ｎａｎｉｎ２１００９４，Ｃｈｉｎａｊｇ　

：ＭＡｂｓｔｒａｃｔｕｌｔｉｌｅｂｅａｍｓｌｉｔｔｅｒｃａｎｅｎｌａｒｅｔｈｅｂｅａｍ　ｗｉｄｔｈａｎｄａｒｒａｎｅｔｈｅｉｎｒｉｓｍａｒａｌｌｅｌ　　　　　　　　　　　　－ｐｐｇｇｐｐ，ｔｅｎｓｉｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｉｈｔｅｎｉｎｏｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎ　　　　　　　　　ｙｐｇｇｐ　　ａｒａｌｌｅｌｉｓｍ　ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｎｓｉｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｈｉｈｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｂｅａｍ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎ　　　　　－　　　　ｐｙｇ　ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｂｅａｍ，ｓｃａｎｎｉｎｍｅｔｈｏｄｗａｓａｌｉｅｄｔｏｔｅｓｔｔｈｅｍｕｌｔｉｃｈａｎａｒａｌｌｅｌｅｎｔａｒｉｓｍ－　　　　　　　　　　－－ｐｐｐｇｐｐ　ｎｅｌｂｅａｍｓａｒａｌｌｅｌｉｓｍｉｎｆｏｕｒｂｅａｍｓｌｉｔｔｅｒｗｉｔｈｆｏｕｒｅｕａｌｌｓｅａｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｍｅｒｉｓｍｒｉｓｍｓ　　　－ｐ　　　　　　　　　－ｐｐｑｙｐｐ　ｃｈａｎｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｗｅａｃｕｉｒｅｄｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｉａｒａｍｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｍｕｌｔｉ　　　　　　　　　－ｑｙｇ　ｒｏｒａｍｍｅｄｃｈａｎｎｅｌｏｔｉｃａｌａｘｉｓｂＣＣＤ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｃｅｎｔｒｏｉｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗａｓｔｏ　　　　　　　　　　　ｐｇｐｙ　，ｗｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｓｉｔｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｒｉｓｍｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｈｉｃｈｈａｄｔｈｅａｄｖａｎｔａ　　　－　　　　　　　－ｐｏｆｓｉｍｌｅｎｅｓｓａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ．Ｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｆｏｕｒｂｅａｍｓｌｉｔｔｅｒｈａｄｔｈｅｏｔｉｃａｌａｘｉｓｅｓｒｉｓｍ　　　　　　－ｐ　　　　　　ｐｐｐｇ

，，ｍａｔｃｈｉｎｒｅｃｉｓｉｏｎｌｅｓｓｔｈａｎ３′４′ａｎｄ４．５′ｉｎｘｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｚｄｉｒｅｃｔｉｏｎｒｅｓｅｃ　　　　　－－　　－　－ｇｐｐｙ　，ｔｉｖｅｌａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｆｏｕｒｂｅａｍａｒａｌｌｅｌｌｉｈｔｓｉｎｔｅｎｓｉｔｗａｓａｂｏｕｔ８∶４∶２∶１．Ｉｆｔｈｅｒｅｓｏ　　　　－　　　　　　　－ｙｐｇｙ　，ｌｕｔｉｏｎｏｆＣＣＤｉｓｉｍｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｔｈｏｆｔｈｅｏｂｅｃｔｉｖｅｉｓｅｎｌａｒｅｄｔｈｅｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｏ　　　　　　　　　　　　　　　　－ｐｇｊｇｐｐｔｉｃａｌａｘｉｓｍａｔｃｈｉｎｗｉｌｌａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｏｒｄｅｒ．　　　　　　ｇ　

：Ｋｅｗｏｒｄｓｏｔｉｃａｌｓｓｔｅｍ；ｏｔｉｃａｌａｘｉｓａｒａｌｌｅｌｉｓｍ；ｅｎｔａｒｉｓｍｓｃａｎｎｉｎｍｅｔｈｏｄ　　　　　ｐｙｐｐｐｐｇｙ　　

；收稿日期：２０１２０５０７２０１２０５２５－－　修回日期：－－

：（，；；基金项目国家自然科学基金６教育部博士点基金（中科院重点实验室开放基金０６７８０４８６０９７７００８）２０１０３２１９１１００１４）

（）２００８ＤＰ１７３４４５

，作者简介：叶海水（男，江苏南京人，博士研究生，主要从事眼视光学理论方面与光学测试技术方面的研究。１９８６－）

：Ｅ－ｍａｉｌｈｓ．１９８６＠１６３．ｃｏｍｙ

（）应用光学　２等：多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准０１２，３３６　叶海水，

·１０８３·

引言

闪电是大量正负电荷相撞时以发光形式释放能量形成的，属地球上特有的一种自然现象，通常伴随着地表的强对流天气，会造成对地表动植物的破坏与损害，也是自然环境是否恶化的表观现象。监控地球大气层闪电现象规律对交通运输与抗震救灾等具有重要的意义，美国在这方面的研究投入很大

［１］

光束平行度和瞄准误差的检测方法，在光轴平行性测量设备与被测仪器之间的直线导轨上放置五棱镜，调整五棱镜使经纬仪的瞄准线与光轴平行性测量设备的分划板十字重合，五棱镜在直线导轨上运动的过程中由经纬仪读出光束平行度误

］１３１５－

。这种方法能够精确地校准光束的平行差［

度，但同样也局限于经纬仪的口径，且测量前也需要调整被测仪器的瞄准十字与光轴平行性测量设备的分划板十字重合，并不适用于无瞄准十字的平行光束。

本文结合五棱镜的光路特点，提出了一种应采用于多棱镜分光系统的光轴平行度检测方法，用五棱镜扫描方法测定分光棱镜安装过程中的位置偏差，满足空间大尺度出射光束的平行度要求。编制光斑质心偏差计算软件，为分光棱镜的定位与装校提供了直观可靠的数据。结果表明，这种方法具有简单方便的可操作性。

。闪电信号是一系列放电点发光组

成的，在实验室可以使用跨度方向与尺寸随机变化的不同强度的激光光斑模拟闪电的光学现象。

分光棱镜是最重要的分振幅元件，采用多棱镜组合的分光系统是把棱镜依次固定在水平基座上，入射光束被分成多束平行光。由于分光棱镜的间隔、分光比和数量可以根据要求调整，因此能够产生任意尺寸跨度和任意强度分布的平行光束。空间大尺度不同强度分布的平行光束可以应

２］

，用于模拟闪电场景中强弱不均匀的闪电信号［

高标准的平行度利于出射光束的标定和后期处理。

常用的光束平行度检测方法包括夏克－哈特

３４］５７］８９］－－－

、、自准直平行光管法［泰伯干涉法［曼法［

１０１２］３］－

及五棱镜法［等。夏克－哈特曼法［在入射光

１　大跨度光轴平行度的测量与校准

五棱镜扫描法检测多棱镜分光系统的光轴平行度需要直线度高的导轨，使用前需要对导轨直采用自准直仪测量导轨的平行度。线度进行测量，

自准直仪产生的包含十字分划像的平行光束入射到平面反射镜后，返回的光线经准直物镜，在物镜后焦面（即目镜前焦面）成十字分划像。导轨的直线度引起反射镜的方位角变化，反射镜有倾斜变化时，反射的十字分划像将与原十字分划像偏离，通过刻度读出十字分划像相对基准十字分划像的逐点测量计算出导轨的直线度。若需要偏移量，

更高精度，用反射镜与导轨滑块刚性连接，在干涉仪上检测导轨的直线度。

如图１所示，多棱镜分光系统通常具有出射光轴空间跨度大与光束平行度要求高的特点。以四棱镜分光系统为例，在基座上等间隔地分布４个分光棱镜，棱镜之间的中心间隔为２因此分５０ｍｍ，光系统的出射光轴跨度接近１ｍ。在装校分光棱镜的过程中，必须要充分考虑棱镜在ｘ、ｚ３个方ｙ、向上偏离于理想位置对光轴匹配精度和光轴间距等指标的影响。

路上放置一微透镜阵列，根据阵列焦点位置上探测器获得的畸变波前像斑的质心坐标与参考波前像斑的质心坐标之差值，计算出畸变波前在被各透镜阵列分割的子孔径范围内波前的平均斜率，并重构出反映大口径光束平行度的波前数据。这种方法提高了光斑质心坐标的测量精度，

５］但光路复杂且成本高。自准直平行光管［检测

光路平行性时，待检两路平行光束包含在自准直平行光管口径内，根据平行光管焦面上两成像点的位置判断两光束的平行精度。这种方法需要通光口径能覆盖两路被检光束距离的平行光管，对于大口径光束的平行度检测并不适用。泰伯

８］干涉法［利用被测光束照明线性、圆形、螺旋形

等多种类型光栅，在像面位置处放置第２块光

９］

，栅，形成莫尔条纹［由莫尔条纹的变化可以计］１０

算出光束的平行度。崔岩梅［等人提出了一种

　　

·１０８４·

（）应用光学　２等：多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准０１２，３３６　叶海水，

图１　五棱镜扫描法检测平行度

Ｆｉ．１　Ｐｅｎｔａｒｉｓｍｓｃａｎｎｉｎｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｉｎａｒａｌｌｅｌｉｓｍｔｅｓｔｉｎ　　　　　　ｇｐｇｐｇ　

　　在我们过去研究的大口径干涉仪中准直波前检

］１６１７－

测方法［的基础上，采用五棱镜扫描法检测分光棱镜的光轴匹配精度。基本原理如下：平行光管发）出的平行光束经过４个分光棱镜（分成４束Ｐ１４～Ｐ平行光，根据五棱镜Ｗ的９转向作用把分光棱镜０°位置偏离导致的光轴偏离转化为ＣＣＤ靶面上的质心偏差，即ＣＣＤ靶面上的质心偏差反映了分光棱镜的光轴匹配精度。通过五棱镜Ｗ在导轨Ｇ上滑动，就能逐一地检测不同光轴位置的光束平行度。

按照图１坐标系，定义五棱镜绕ｘ轴、ｙ轴和滚转角和偏摆ｚ轴旋转的转动角分别称为俯仰角、

角。五棱镜在导轨Ｇ上运动的过程中因导轨的直即导线度误差也会产生这３个方向的转动角偏差，变化引起五棱镜的滚转角量α轴轨径向厚度（ｔｒ）ｗ，向厚度（变化导致五棱镜的俯仰角量βｔａ）ｗ和轴向宽度（变化产生五棱镜的偏摆角量γｗａ）ｗ。

影响光轴匹配精度的主要因素是导轨直线度导轨和分光棱镜作为整和ＣＣＤ分辨率。五棱镜、体系统考虑，定义系统滚转角为α，系统俯仰角为系统偏摆角为γ。当五棱镜的加工误差在允许β，

系统的３种转动角主要是导轨直线度和范围内时，

分光棱镜光轴匹配精度的共同结果。入射平行光束的矢量坐标为Ａ＝（出射光束的矢量坐１，０，０），

Ｔ

故结论如下：ＣＣＤ靶面上ｘ方向的光强变化是由系统俯仰角β和系统偏摆角γ相互引起的，而

ｚ方向的光强变化则是由系统俯仰角β和系统滚转角α共同造成的。

探测器ＣＣＤ的分辨率决定了质心偏差量检测））的精度，如（和（式中所示，靶面横轴ｘ和纵轴１２

ｚ方向上的质心偏差量Δｃｃｘ和Δｚ分别与３种系统转动角成正比关系，成像物镜Ｌ的焦距ｆ增大，质心偏差分辨力提高。

２

２　

ｃΔγ＋≈２ｆ＋ｆｘ＝βｃｏｓ２ｃｏｓγβ

（）１

ｃΔｚ＝

）２α＋≈－ｆ－ｆ（βｃｏｓ３ｃｏｓαβ

上式中均采用微小量近似处理，成像物镜Ｌ

的焦距选择必须符合光轴平行度检测的分辨能力要求，ＣＣＤ靶面的大小和像素量决定了探测器的误差容限，也影响了可分辨的最低质心偏差量，间接地限制了系统转动角的探测精度和光轴平行度检测的精度。因此，为了满足高精度的光轴平行应该提高Ｃ并增大镜头的焦度要求，ＣＤ的分辨率，）距。计算Ｃ如（式所示：ＣＤ采集的光斑质心，３

／∑Ｐｉ，／∑Ｘｃ＝∑ｘＰｉ，ＺｚＰｉ，ｉｃ＝∑ｊｊ，ｊｊ

，，，，

ｉｊ

ｉｊ

ｉｊ

Ｌ，Ｍ

Ｌ，Ｍ

Ｌ，Ｍ

Ｌ，Ｍｉｊ

（）３

标变化体现为系统反射转动

［１８］

对入射光束的影

式中：以ＣＬ与Ｍ为质心计算窗口的宽度，ＣＤ的像素宽度为单位；ｘＣＤ各像素中心ｉ与ｚｊ分别为Ｃ点的坐标；，ｉ和ｊ个ＣＣＤ像素接收的光能ｐｉｊ为第量；Ｘｃ与Ｚｃ为探测到的质心坐标值。

响。定量分析结果表明，存在系统滚转角时，出射

Ｔ

光线矢量坐标为Ａ＝（即系统滚０，ｃｏｓ３－ｓｉｎα，α），转角使出射光线在ｙ－ｚ平面上变化，ＣＣＤ靶面上

不影响ｘ方向的变化；存光斑只有ｚ方向的变化，

在系统俯仰角时，出射光线的矢量坐标为Ａ＝

２Ｔ（即出射光线的３个分量ｓｉｎｃｏｓ－ｓｉｎｃｏｓβ，β，ββ），都不为０，ＣＣＤ靶面上光斑在ｘ和ｙ方向均有变

２　实验结果与分析

导轨的直线度检测是分光棱镜装校前的首要任在此基础上可以开展多分光棱镜出射光轴平行务，

度的检测。直线导轨与棱镜基座平行地固定在工作平台上，然后以分光棱镜Ｐ逐４的固定位置为基准，次完成其他分光棱镜的装校，并根据ＣＣＤ采集的图像质心偏差计算出分光系统的光束平行度、反馈分

化。存在系统偏摆角时，出射光线的矢量坐标为

２２Ｔ

，即系统偏摆角使出射光线Ａ＝（ｓｉｎｃｏｓ０）γ，γ，

在ｘ－ＣＣＤ靶面上光斑只存在ｘ方ｙ平面上变化，

向的变化，ｚ方向没有影响。

（）应用光学　２等：多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准０１２，３３６　叶海水，

·１０８５·

光棱镜调整需要的偏转角、俯仰角和滚转角等信息，直到调整到光束平行度符合要求为止。

实验中要求分光棱镜的光轴匹配精度满足ｘ、即出射光束的ｚ３个方向的光轴夹角均优于５′，ｙ、

平行度也优于５′。导轨直线度的检测采用自准直）仪法，如图２（所示。分光棱镜的定位与装校光ａ（）路如图２所示。首先在基座上粗调棱镜的俯仰ｂ倾斜，粗调的判断基准是观察棱镜表面反射的十字叉丝像与平行光管视场中的十字叉丝重合，棱镜安装的顺序依次是Ｐ４、Ｐ３、Ｐ２、Ｐ１

。

图２　实验装置

Ｆｉ．２　Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａａｒａｔｕｓ　ｇｐｐｐ

／测试实验中采用靶面为１２．７ｍｍ（１２英寸）的Ｃ像素为５其中像元大小为８．ＣＤ，７６×７６８，３因此ｍ×８．３μｍ。成像物镜Ｌ的焦距为３５ｍｍ，μ

可计算得探测器的误差容限为０．因此系统８１５′，滚转角α的可测精俯仰角β的可测精度为０．８１５′，度为０．系统偏摆角γ的可测精度为０．８１５′，４０８′。

两次测量结果表明导轨的直线度在横轴和纵）轴方向上均为２如图３（所示。为了保证′以内，ａ测试过程中微量地改变实验的精度和可重复性，

五棱镜的偏摆角，并对分光棱镜出射的４束平行光束分别进行了３次测量。以分光棱镜Ｐ４出射的光斑作为基准图，根据（式和（式的函数关系１）２）计算其他３个分光棱镜出射光斑与基准图的质心偏差角度，其中这些角度值均转化为以分为单位，（）分别如图３和图４所示

。ｂ

３次测量的分光棱镜出射光斑横轴方向质心

偏差集中在５个像素以内，纵轴方向的质心偏差集中在６个像素以内。计算的系统俯仰角、滚转角和、）图４（和图４（所示，分别小偏摆角如图３（ｂ）ａｂ）于３′、４′和４．５′。３个系统转动角均是分光棱镜转动角、五棱镜转动角和导轨直线度的叠加值，故分光棱镜的偏摆角和俯仰角，滚转角也均小于５即′，出射光束的平行度优于５′。

·１０８６·

（）应用光学　２等：多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准０１２，３３６　叶海水，

３　结论

多棱镜分光系统能够实现平行光束光轴展宽和强度分布调制的作用，出射光束的平行度取决于多个分光棱镜定位与装校时的光轴匹配精度。对于大跨度光束的光轴平行度检测采用五棱镜扫导轨的平行度和Ｃ描法，ＣＤ的分辨率影响了棱镜装校的精度。本文针对１ｍ基座上等间隔分布的采用五棱镜扫描法完成了分光四棱镜分光系统，

光束的平行度检测，并编制了相关的软件计算质心偏差，反馈出分光棱镜装校时所需的位置偏差，整套装置简单方便。装校后的四棱镜分光系统在

］［雷苹，薛挺，等．大口径平行光管用于光轴平６　曲卫东，

］：行度测量的实现［仪器仪表学报，Ｊ．２００６，２７（６）１５２８１５２９．－

，，，ＱＵ　ＷｅｉｄｏｎＬＥＩＰｉｎＸＵＥＴｉｎｅｔａｌ．Ｒｅａｌｉｚａ－　　　－ｇｇｇｔｉｏｎｏｆｌａｒｅａｅｒｔｕｒｅｃｏｌｌｉｍａｔｏｒｔｏｍｅａｓｕｒｅｏｆｏｔｉｃａｌ　　－　　　　　ｇｐｐ］ａｒａｌｌｅｌｉｓｍ［Ｊ．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅＩｎａｘｉｓ　　　　　－ｐ，：（ｓｔｒｕｍｅｎｔ２００６，２７（６）１５２８１５２９．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈ－　　）ａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ　　ｇ

［］窦茂森，李金亮．大口径平行光管在多光轴７　高文静，

］探测器光轴平行性测量中的应用［光电技术应用，Ｊ．（）：２００９，２４４３２３４．－

，，ＷｅｎＤＯＵ　ＭａｏｓｅｎＬＩＪｉｎｌｉａｎ．ＡｌｉｃａｔｉｏｎＧＡＯ　ｉｎ－－　－ｇｐｐｊｇｏｆｌａｒｅａｅｒｔｕｒｅｃｏｌｌｉｍａｔｏｒｉｎｏｔｉｃａｌａｘｉｓａｒａｌｌｅｌｉｓｍ　－　　　　　ｇｐｐｐ［］，，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＪ．ＥｌｅｃｔｒｏｔｉｃＴｅｃｈ．Ａｌ．２００９２４－Ｏ　ｐｐｐ（）：（）４３２３４．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ－　　　　　ｇ］［８ＡＮＡＳ，ＰＲＡＫＡＳＨＳ．Ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｂｕｓｅ　Ｒ　　　ｇｙ　　

［］ｏｆｔｈｅｌａｕｅｆｆｅｃｔｃｏｕｌｅｄｗｉｔｈｍｏｉｒéｒｅａｄｏｕｔＪ．Ａ　　　　　　－ｐｐ，（）：ｌ．Ｏｔ．２００６，４５１４３２１３３２１７．－ｐｐ

［９］ＯＲＲＯＢＡＲ，ＢＯＬＯＧＮＩＮＩＮ，ＴＥＢＡＬＤＩＭ，ｅｔ　Ｔ　　　

ａｌ．Ｍｏｉｒｅｂｅａｔｉｎｄｉｉｔａｌｔｅｃｈｎｉｕｅｔｏｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎｔｅｓ　　　　　－ｇｇｑ　［］，（）：ｔｉｎＪ．Ｏｔ．Ｃｏｍｍｕ．２００２，２０１４２８３２８８．－ｇｐ［周自力，师会生，等．一种光束平行度和瞄１０］　崔岩梅，

准误差的检测方法：中国，ＣＮ１０１２６１１１９Ａ［Ｐ］．　２００８０９１０．－－

，，，ＣＵＩＹａｎｅｉＺＨＯＵＺｉｌｉＳＨＩＨｕｉｓｈｅｎｅｔａｌ．　－ｍ　－　－　ｇａｒａｌｌｅｌｉｓｍＡｂｅａｍａｎｄｔａｒｅｔｉｎｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　　　　　ｐｇｇ　：：ｍｅｔｈｏｄＣｈｉｎａＣＮ１０１２６１１１９Ａ［Ｐ］．２００８０９１０．　－－（）ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　

［邓建平，刘智颖，等．一种两路平行光束的平１１］　张磊，

行性检测装置：中国，ＣＮ１０１２２６０４９［Ｐ］．２００８　－０７２３．－

，Ｄ，Ｌ，ｅＺＨＡＮＧＬｅｉＥＮＧＪｉａｎｉｎＩＵＺｈｉｉｎｔ　　－ｐ　－ｇｙｇａｒａｌｌｅｌａｒａｌｌｅｌｉｓｍｔｗｏａｂｅａｍｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌ．Ａ　－ｗ　　　ｐｐｙ　：Ｃ，ＣｍｅｔｈｏｄｈｉｎａＮ１０１２２６０４９［Ｐ］．２００８０７２３．　－－（）ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　

［］李岷，马军．一种折转光管光轴平行性的检验１２　叶露，

中国，方法：ＣＮ１４９０５９３Ａ［Ｐ］．２００４０４２１．－－，，ＭＡＬｕＬＩＭｉｎＪｕｎ．ＡｂｅａｍｔｅｓａｒａｌｌｅｌｉｓｍＹＥ　　　　　　－ｐ：，ｔｉｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｕｂｅｄｉｃｏｕｎｔｔｏｏｔｉｃａｌａｘｉｓＣｈｉｎａ　　　　　　ｇｐ　（）ＣＮ１４９０５９３Ａ［Ｐ］．２００４０４２１．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　－－　

［，Ｂ１３］ＥＬＬＯＷＨＡＩＲＪＵＲＧＥＪＨ．Ａｎａｌｓｉｓｏｆａ　Ｙ　　　　ｙ

ｅｎｔａｒｉｓｍｓｃａｎｎｉｎｓｓｔｅｍｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆ－ｐ　　　　ｐｙｇ　］：ｆｌａｔｍｉｒｒｏｒｓ［Ｊ．Ａｌ．Ｏｔ．２００７，４６（３５）ｌａｒｅ　　ｐｐｐｇ８４６６８４７４．－

［曹益平，陈永权，等．五角棱镜的光束转向误１４］　常山，

］：差对波前测量的影响［应用光学，Ｊ．２００６，２７（３）１８６１９１．－

，Ｃ，ＣＨＥｈａｎＡＯＹｉｉｎＮ　Ｙｏｎｕａｎ．ＣＨＡＮＧＳ　　－ｐ－ｇｇｑ

ｘ、ｚ３个方向上的光轴匹配精度分别小于３′、４′ｙ、和４．即出射光束在ｘ、５′，ｚ３个方向上的平行度ｙ、均优于５棱镜采用５因此出射′，０∶５０的分光比，的４束平行光光强之比约为８∶４∶２∶１。理论上，只需要合理地改变棱镜的分光比，就能够获得任意光强分布和尺寸的平行光束。进一步提高同时增大成像物镜Ｌ的焦距后，加入ＣＣＤ分辨率，

三维微调装置的四棱镜分光系统，光束光轴匹配的检测精度可以达到秒量级，如像素大小为６ｍμ的ＣＣＤ与５５０ｍｍ焦距的成像物镜Ｌ组成的检测。系统，允许的光轴匹配的检测精度为２．２５″参考文献：

［］１ＡＮＥＲＪＥＥＡ，ＯＧＡＬＥＡ　Ａ，ＭＩＴＲＡ　Ｋ．Ｅｘｅｒｉ　Ｂ　　－ｐ

ｍｅｎｔａｌｓｉｍｕａｌｔｉｏｎｏｆｌｉｈｔｎｉｎｏｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎ　　　　　ｇｇｐ　［］，（）：ｃｌｏｕｄｓＪ．Ａｌ．Ｐｈｓ．２００６，３９３５７５５８３．－ｐｐｙ［２］ＩＬＬＡＧＲＡＮ　Ｍ　Ｍ，ＳＯＢＲＡＬ　Ｈ，ＮＡＶＡＲＲＯＧ　Ｖ　

，Ｒ，ｅｔａｌ．Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｉｍｕａｌｔｉｏｎｏｆｌｉｈｔｎｉｎｉｎ　　　　－ｐｇｇｅｔｓｔｅｒａｃｔｉｎｘｌｏｓｉｏｎｓｎｄｓｔｒｏｈｓｉｃａｌｉｔｈ　ａ　ａ　ｊ　ｗｇｐｐｙ　ｅ，２：ｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｓ［Ｊ］．Ａｌ．Ｐｈｓ．００３，４５（５）　ｐｐｐｙ５７１５８４．－

［］３ＡＮＥＲＧ，ＴＡＬＬＯＮ　Ｍ．Ｗａｖｅｆｒｏｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃ　Ｌ　　－　－

ｔｉｏｎｕｓｉｎａＳｈａｃｋａｒｔｍａｎｎｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ａｌ．　　－Ｈ　ｇｐｐ　，（）：Ｏｔ．１９９２，３１３２６９０２６９０８．－ｐ

［］４ＴＣＨＩＳＯＮＤＡ，ＳＣＯＴＴＤ　Ｈ，ＣＨＡＲＭＡＮ　Ｗ　Ｎ．　Ａ　　

ＨａｒｔｍａｎｎＳｈａｃｋｔｅｃｈｎｉｕｅａｎｄｒｅｆｒａｃｔｉｏｎａｃｒｏｓｓｔｈｅ－　　　　　ｑ］ｖｉｓｕａｌｆｉｅｌｄ［Ｊ．Ｏｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ，２００３，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　　ｐ（）：２０６９６５９７３．－

［］常本康，富容国．多光谱光学系统光轴平行５　詹启海，

］（）：性组合测试装置［应用光学，Ｊ．２００５，２６５４６．－，ＣＨＡＮＧ，Ｆｕｏ．ＺＨＡＮ　ＱｉｈａｉＢｅｎｋａｎＵ　Ｒｏｎ－　－－ｇｇｇＯｔｉｃａｌａｘｅｓｂｏｒｅｓｉｈｔｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｆｏｒｍｕｌｔｉｓｅｃｔｒａｌ　　　　　ｐｇｐ］，ｓｓｔｅｍ［Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ２００５，ｏｔｉｃａｌ　　　　ｙｐｐｐｐ

（）：（）２６５４６．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ－　　　　　ｇ

（）应用光学　２等：多棱镜分光系统的多光束光轴平行度校准０１２，３３６　叶海水，

·１０８７·

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂｅａｍｔｕｒｎｉｎｅｒｒｏｒｏｆｅｎｔａｏｎａｌｒｉｓｍ　　　　　　ｇｐｇｐ　［］ｗａｖｅｆｒｏｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄｏｎ　－　　　ｐｐ，：（Ｏｔｉｃｓ２００６，２７（３）１８６１９１．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎ－　　　ｐ

）Ｅｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ　ｇ

［］何俊华，仓玉萍，等．用Ｚ１５ＥＭＡＸ模拟五棱　闫亚东，

］应用光学，镜误差对平行度检测的影响［Ｊ．２００７，２８（）：５６４９６５３．－

，ＨＥ，Ｃ，ｅｉｎＹＡＮ　ＹａｄｏｎＪｕｎｈｕａＡＮＧ　Ｙｕｔ－　－－ｐｇｇｅｎｔａｒｉｓｍａｒａｌｌｅｌｉｓｍａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｅｒｒｏｒｏｎｄｅｔｅｃ　　　　　　　－ｐｐｐ［］，：ｔｉｏｎＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｉｅｄＯｔｉｃｓ２００７，２８（５）　　　ｐｐｐ（）６４９６５３．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｗｉｔｈａｎＥｎｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ－　　　　　ｇ

［］基于五棱镜扫描法的大口径光学准直系统１６　于丽娜．

出射波前的检测［南京：南京理工大学，Ｄ］．２００８．，ＷＹＵＬｉｎａａｖｅｆｒｏｎｔｔｅｓｔｏｆｌａｒｅａｅｒｔｕｒｅｏｔｉｃａｌ　－　　　－　ｇｐｐ

ｂａｓｅｄｏｎｅｎｔａｒｉｓｍｓｃａｎｎｉｎｍｅｔｈｏｄ［Ｄ］．ｓｓｔｅｍ　　　　ｐｐｇｙ　：ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏＮａｎｉｎ　　－ｊｇｙｊｇ　　，（）２００８．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　ｇｙ

］［１７６００ｍｍ近红外相移斐索干涉仪校准与测　刘兆栋．Φ

南京：南京理工大学，试技术研究［Ｄ］．２０１１．Ｚｈａｏｄｏｎ．ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＬＩＵ　－　　　　ｇ６００ｍｍｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄＦｉｚｅａｕｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ［Ｄ］．Φ　－　　ＮａｎｉｎＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　－ｊｇ：ｊｇｙ　　，（）２０１１．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ　ｇｙ

］——反射棱镜共轭［光学仪器的调整与稳像—１８　连铜淑．

理论［北京：国防工业出版社，Ｍ］．１９７８．

ＬＩＡＮ　Ｔｏｎｓｈｕ．Ｔｈｅｏｒｏｆｃｏｎｕａｔｉｏｎｆｏｒｒｅｆｌｅｃ－　　　－ｇｙｊｇ　

［：ｔｉｎＭ］．ＢｅｉｉｎＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｃｅＩｎｄｕｓｔｒｒｉｓｍｓ　　ｇｊｇｙｐ　，（）Ｐｒｅｓｓ１９７８．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ