大口径测量系统主反射镜装调及精度分析

　　在望远系统中，主反射镜(简称主镜)占有重要位置并起着重要作用。在望远系统中主镜的装调主要有两个技术指标：装配后的主镜像质与主镜光轴中心偏差。前者要求主镜的像质不应比未装配前的主镜像质损失太多(具体多少可按照系统实际使用决定);主镜光轴中心偏差需要调整，以确保系统测量精度满足设计要求。

　　在二十世纪九十年代，将主镜从口径上划分大于 600mm 的称为大口径。随着现代光学的发展，望远镜通光口径不断加大，大口径主镜的实际应用日益广泛，一米、一米五等口径的主镜也屡见不鲜;因此目前将口径超过一米的主镜称为大口径。这为主镜的结构设计和装调工艺、装调设备改进及操作可行性、安全性提出了新的课题。

　　主镜以外形结构参数划分为球面反射镜和非球面反射镜。口径小于 600mm 的经纬仪主镜常采用球面镜;随着光电仪器的空间遥感技术的广泛应用，大口径仪器的研制不断完善;鉴于大孔径设备的重量，大口径仪器的光学系统主镜、次镜全部使用非球面主镜，这样就简化光学系统结构并改善系统的像质、提高光学特性同时减轻重量。其中在大口径仪器光学系统主镜普遍使用的是抛物面镜。

　　1 主镜(装配前后)的几种调整方法

　　为了保证大口径主镜装配后的像质，主镜在装配前的像质必须进行检验。检验主镜像质的方法通常采用自准直法、补偿器法、计算全息法、环形子孔径拼接法等.

　　1.1 自准直法

　　这种方法是装配与检验最常用的，使用的设备是球面干涉仪。干涉仪能够定量测出主镜的面形精度。本文使用斐索球面干涉仪检验主镜面形偏差。斐索球面干涉仪是以一球面波同心地射到标准球面，并于待检球面形成共心干涉，再通过对干涉图的判读得知待检面的面形偏差。

　　大口径抛物面主镜的检验原理是利用离抛物面顶点为R/2 处的焦点F1发出的光线，经反射后成平行光束射出(即F2在无穷远处)的特性来检验抛物面的面形。在实际调整中干涉法检验主镜的方法是利用干涉仪上附带的标准透射球面镜应用上述抛物面的特性检验主镜。即：为了能测量到测量样品的全部表面，透射球面的光锥必须大得足以覆盖被测面。大口径抛物面主镜裸镜检验示意图如图 1 所示。

　　装配主镜时为了防止装配应力和制造误差造成主镜面形发生变形，在主镜装配到主镜室后必须再次对主镜面形精度进行复验，如图 2。装配后的主镜面形应与裸镜时的面形相同。

　　干涉仪是较昂贵的设备，保养及使用环境较严格。对于大口径主镜检测需要的辅助设备要求高，同时存在干涉检测的范围与被检测主镜口径、相对孔径的匹配的局限，易造成检测的不是整个表面，而是某一部分;图 2 所示实际操作需要口径大于主镜并且面形精度高于被测主镜的带孔的平面反射镜、大尺寸的平台、独立地基、恒定的温度等条件。操作者需要有一定的经验，否则极易将测量误差带进待测的主镜面形中。