大口径平行光管用于光轴平行度测量的实现

　　1引言

　　大口径平行光管[1]一般用来测量光学仪器参数，如进行星点检验，测量分辨率、像差、视差、光束平行性等。光电跟踪、干扰设备[2]主要用来跟踪空中作战目标(如飞机、导弹等)，一般包括可见、红外跟踪轴和高能激光发射轴，一般对这些跟踪轴、发射轴的平行度要求严格。配备其它合适的设备，大口径平行光管就可以用来测量这些光轴的平行度。

　　2系统实现

　　2. 1系统组成

　　本文采用的大口径平行光管由离轴抛物面反射镜和平面反射镜组成。为了测量光轴平行度，还配备了如下设备:光学平台、照明光源、激光接收部件、导轨、标校设备、光学回转台等，从而组成了光轴平行度检测系统。大口径离轴平行光管具有两方面的作用:一方面将焦面发散光束准直成平行光，为光电跟踪、干扰设备提供跟踪目标;另一方面将光电跟踪、干扰设备发射的激光会聚到平行光管焦面上。光学平台用作平行光管的固定、安装以及调试平台。照明光源主要包括:可见光光源、红外光光源和分划板组件等。激光接收部件主要包括激光光斑分析组件、激光感光像纸等。激光光斑分析组件包括:可见光CCD探测器、视频采集卡、计算机、数据处理软件等。激光光斑分析组件用于弱激光发射光轴与跟踪轴不平行度的测量以及焦斑光束质量的分析测试。激光感光像纸用于强激光发射轴与跟踪轴不平行度的测量。标校设备主要由短筒长焦平行光管、平面反射镜、高斯目镜、读数显微镜等组成，用于对系统进行定期调校与维护。光学回转台为小型光学被试设备提供支撑平台。

　　2. 2系统工作原理

　　光轴平行度检测系统工作原理示意图如图1所示。其中，离轴抛物面反射镜和平面反射镜组成平行光管。通过导轨将照明光源置于平行光管焦点处，其发出的光照亮位于平行光管焦面上的分划板，使分划板经过平行光管后成像在无穷远处，被被测设备所探测，被测设备主跟踪系统使所探测到的靶标像位于其视场中心，其他跟踪分系统测出各自视场内分划板像中心的脱靶量，进而给出两跟踪分系统光轴的不平行度。之后，将照明光源移开，将激光接收部件的CCD探测器置于平行光管焦点处(CCD视场中心和分化板十字中心在焦点处的位置相同，即要求导轨有较高的重复定位精度)。被测设备发射激光，经平行光管会聚到激光接收部件上，通过图像处理计算激光光斑中心和CCD视场中心的距离，进而计算得到被测设备激光发射轴与跟踪轴的平行度。对于强激光发射轴平行度的测量，利用感光像纸代替激光接收部件放在平行光管焦面，像纸对焦斑感光，人为判读光斑的质心。