激光差动对准的动态角高精度光学测量系统OA

针对动态角度测量系统中由于光学像差难以被抑制从而导致对准测量精度下降的问题,本文提出了一种基于激光差动对准原理的高精度动态抑制像差光学测量技术。通过建立包含像差因子的差动对准数学模型,深入分析了像差对探测光斑能量分布及差动信号零点定位的影响,进而实现了波前差与测角灵敏度之间定量规律的推导;在此基础上,利用长焦距折反式光学结构与引入偶次非球面,有效抑制了轴上与轴外残余像差,提高了测角精度。理论分析和初步的实验表明,该技术可以有效抑制像差,系统在全视场下的均方根弥散斑半径均小于艾里斑半径,波前均方根误差低于0.0424λ,MTF逼近衍射极限;本系统的对准测量重复性可达0.027″,相比于目前广泛使用的ELCOMAT®3000自准直仪重复性提高了41%,且本系统的对准测量最大偏差仅为0.085″。可为高精度动态角度测量提供可靠的技术途径。