BBG602棱镜组件加工及转像规律分析

　　1　引　言

　　随着科学技术的不断发展,集光、机、电一体的激光测距仪在军品和民品领域得到了越来越广泛的运用,同时对光学元件的要求也越来越高,单一棱镜已满足不了整个光学系统的要求。由于多元件的棱镜组件对测距仪系统空间光轴转换的优势,使得提高整个系统性能的作用越来越明显。制造中在保证单一棱镜加工精度的同时,要保证棱镜组的整体要求,这也是棱镜组加工中的一个难点。本文主要介绍了该棱镜组的加工工艺,并对棱镜系统转像规律进行了分析。

　　2　对棱镜组件的加工要求

　　在BBG602的光学系统中运用了如图1所示的一套棱镜组件。该棱镜组具有几大优点:(1)能使光学系统的光轴在棱镜间连续折转,缩短了该系统的轴向尺寸,使仪器的体积和重量大大减小,便于携带和使用;(2)棱镜光轴、激光系统光轴和机械轴均由该系统来体现;(3)系统的出射光轴相对于入射光轴发生了平移,改变了仪器中的目距。但是上述几大优点也给加工带来了难度。由于该棱镜组由7个光学零件组成,其中有四个直角棱镜,因而对棱镜单件加工要求是比较高的。单件光学平行差的要求均为30″,角度误差要求均为90°±20″。棱镜加工都是在<10″的光胶夹具上完成的。另外,该系统对棱镜组的胶合提出了以下几点要求:

　　(1)用光敏胶胶合。

　　(2)棱镜组胶合时应保证物像倾斜不大于60′。在棱镜组前放置一铅锤线,当棱镜组水平放置时铅锤线所成的像与分划板十字丝垂线的相对倾斜不大于20′。

　　(3)棱镜组胶合后将光阑板胶在直角棱镜4上。胶合时应保证光阑板小孔与分划板十字丝中心共轭(偏差为±0·03mm)。

　　(4)将高通滤光片胶合在光阑板镀铬面上。

　　(5)直角棱镜1的中心在棱镜组胶合后所成的像与分划板中心的偏差不大于0·5mm。

　　显然,这种设计对光学组件的精度要求是非常高的,同时测量要求也非常高,这就给加工带来了难度。在加工时对棱镜组制造工艺进行了通盘考虑,借助于高精度测量仪器进行加工。

　　3　棱镜组的胶合过程

　　为了满足上述设计要求,对于胶合过程的每一步都要保证胶合质量和胶合要求。棱镜在胶合前必须做到室内外环境的清洁卫生。首先胶合件应擦拭干净,然后用配制好的胶进行棱镜的胶合。

　　(1)分别将棱镜1与棱镜2和棱镜3与棱镜4胶合好,在棱镜将要固化前在1′测角仪下观察平行差。棱镜3和棱镜4组件从棱镜4与光阑板胶合的一面观察其平行差应<3′,棱镜1和棱镜2组件在棱镜夹具上如图2所示的箭头方向观察其平行差应<2′。然后分别将合格的棱镜1与棱镜2组件和棱镜3与棱镜4组件固化,不合格的立即脱胶。