一种粗精视场光轴平行性调整方法技术领域
本发明属于工程测量技术领域，具体涉及一种粗精视场光轴平行性
调整方法。
背景技术
随着应用光学产业的不多发展，拥有多光谱不共光路特点的光学
仪器设备不多涌现，其中评价这类仪器设备最主要的技术指标是独立光
学系统间光轴的平行性。
调整不共光路的光学系统间光轴平行的方式有很多，常见的方式
是采用平行光管调整光轴之间的平行度，这种方式调整平行度精度较
高，能够融合多种检测模块，可以对测量结果进行实时分析和数据处理，
但这种调整方法局限性比较大，对不同测试距离下光轴的平行度调整需
要不同孔径的光管进行模拟，如果调节的光学系统中采用电视化的光学
系统，还需要在外部架设指示光源耦合到电视式光学系统中，不宜操作，
而且还会引进耦合光路带来的额外误差。
发明内容
本发明的目的是解决现有调整方法局限性大的问题，提供一种粗精
视场光轴平行性调整方法。
本发明是这样实现的：
一种粗精视场光轴平行性调整方法，包括如下步骤：
第一步：安装设备；
在距离光学系统不同距离处放置两块靶屏，在距光学系统较近的靶
屏上安装垂直指示器；
第二步：粗精视场光轴平行性调整；
对第一步安装的设备进行粗精视场光轴平行性调整。
如上所述的安装设备步骤，提供精视场的光学系统采用卡塞格林望
远系统，激光经过卡塞格林次镜反射到达主镜后由主镜出射；提供粗视
场的光学系统为电视化的观瞄望远镜，用观瞄望远镜观测靶屏。
如上所述的粗精视场光轴平行性调整步骤，包括如下步骤：
(1)扩束聚焦镜光轴引出；
(2)观瞄镜光轴引出；
(3)观瞄镜与扩束聚焦镜光轴平行性调整；
(4)判断聚焦参考点和观瞄参考点位置是否变化；
(5)判断聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏移动中位置是否明显变
化。
如上所述的扩束聚焦镜光轴引出步骤，将指示激光进行准直扩束变
成直径75mm平行光。
如上所述的扩束聚焦镜光轴引出步骤，指示激光器采用裸纤输出的
光纤激光器，光纤模式是单模；准直扩束镜将指示激光器发出的激光进
行扩束准直；将经过扩束准直的平行光耦合到扩束聚焦望远镜的次镜输
入孔，经过次镜反射后到达扩束聚焦望远镜的主镜，经扩束聚焦望远镜
的主镜反射后出射；在距离扩束聚焦望远镜350m处放置接收靶屏，调
整扩束聚焦望远镜进行聚焦动作，使指示激光在接收靶屏上聚焦，记录
聚焦位置参考点。
如上所述的准直扩束镜采用焦距为250mm，口径为75mm的标准
傅里叶变换透镜实现；扩束聚焦望远镜的主镜为直径280mm，焦距为
1400mm的抛物面反射镜，次镜为直径80mm焦距为650mm的抛物面
反射镜。
如上所述的观瞄镜光轴引出步骤，将观瞄镜置于扩束聚焦镜筒上，
调整观瞄镜与扩束聚焦镜光轴平行；调整观瞄镜焦距，使其能够对50m
处靶屏清晰成像，并记录观瞄镜十字丝瞄准靶屏的位置，此时作为观瞄
位置参考点；并记录扩束聚焦镜与观瞄镜在靶屏的位置。
如上所述的观瞄镜与扩束聚焦镜光轴平行性调整步骤，将靶屏移动
至60m位置，调整垂直指示器，使垂直指示器铅垂线穿过两固定参考
点，以扩束聚焦镜光轴作为基准，调整观瞄镜方位和俯仰，使十字丝位
置与50m处观瞄镜参考点位置重合；将靶屏移动到50m处，重新记录
垂直指示器铅垂线方向上聚焦参考点和观瞄参考点的位置。
如上所述的判断聚焦参考点和观瞄参考点位置是否变化步骤，判断
聚焦参考点和观瞄参考点在50m到60m移动中相对位置不发生变化，
若变化，跳转至步骤(3)；若不变化，进入下一步。
如上所述的判断聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏移动中位置是否
明显变化步骤，将接收靶屏从50m移动到97m处，观察聚焦参考点和
观瞄参考点偏移量，判断聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏移动中位置是
否变化，若明显变化，则跳转至步骤(3)，否则调整完毕。
本发明的有益效果是：
本发明采用通过在不同距离处放置靶屏，在屏上承接两光轴目标
点，获取目标点的相对位置关系，调整光轴平行性。调整精度估算，若
光轴相对位置在50m至97m调整过程中偏离不大于10mm，此时调整
误差为100m范围内20mm，则在1km范围内两光轴的偏移量能够控制
在200mm，而实验中靶屏接收面积为500mm，能够满足1km距离聚焦
瞄准要求。
附图说明
图1是本发明的一种粗精视场光轴平行性调整方法的流程图；
图2是图1中安装设备的结构示意图；
图中，1.靶屏，2.观瞄望远镜，3.扩束聚焦望远镜，4.垂直指示器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种粗精视场光轴平行性调整
方法进行介绍：
如图1所示，一种粗精视场光轴平行性调整方法，包括如下步骤：
第一步：安装设备；
如图2所示，在距离光学系统不同距离处放置两块靶屏1，在距光
学系统较近的靶屏上安装垂直指示器4。在本实施例中，提供精视场的
光学系统采用卡塞格林望远系统，激光经过卡塞格林次镜反射到达主镜
后由主镜出射。提供粗视场的光学系统为电视化的观瞄望远镜2，用观
瞄望远镜2观测靶屏1。垂直指示器4采用铅锤实现。
第二步：粗精视场光轴平行性调整；
对第一步安装的设备进行粗精视场光轴平行性调整，具体包括如下
步骤：
(1)扩束聚焦望远镜光轴引出；
将指示激光进行准直扩束变成直径75mm的平行光。在本实施例
中，指示激光器采用裸纤输出的光纤激光器，光纤模式是单模；准直扩
束镜将指示激光器发出的激光进行扩束准直，准直扩束镜采用焦距为
250mm，口径为75mm的标准傅里叶变换透镜实现。将经过扩束准直
的平行光耦合到扩束聚焦望远镜3的次镜输入孔，经过次镜反射后到达
扩束聚焦望远镜3的主镜，经扩束聚焦望远镜3的主镜反射后出射。扩
束聚焦望远镜3的主镜为直径280mm，焦距为1400mm的抛物面反射
镜，次镜为直径80mm焦距为650mm的抛物面反射镜。在距离扩束聚
焦望远镜350m处放置接收靶屏1，调整扩束聚焦望远镜3进行聚焦动
作，使指示激光在接收靶屏1上聚焦，记录聚焦位置作为参考点，即聚
焦位置参考点。在本实施例中，指示激光为633nm或者1064nm。
(2)观瞄望远镜光轴引出；
将观瞄望远镜2置于扩束聚焦望远镜3镜筒上，调整观瞄望远镜2
与扩束聚焦望远镜3光轴平行。调整观瞄望远镜2焦距，使其能够对
50m处靶屏1清晰成像，并记录观瞄望远镜2十字丝瞄准靶屏1的位置，
此时作为观瞄位置参考点；并记录扩束聚焦望远镜3与观瞄望远镜2
在靶屏1的位置。
(3)观瞄望远镜与扩束聚焦望远镜光轴平行性调整；
将靶屏1移动至60m位置，调整垂直指示器4，使垂直指示器4
铅垂线穿过两固定参考点，以扩束聚焦望远镜3光轴作为基准，调整观
瞄望远镜2方位角和俯仰角，使十字丝位置与50m处观瞄望远镜2参
考点位置重合；将靶屏1移动到50m处，重新记录垂直指示器4铅垂
线方向上聚焦参考点和观瞄参考点的位置。
(4)判断聚焦参考点和观瞄参考点位置是否变化；
判断聚焦参考点和观瞄参考点在50m到60m移动中相对位置不发
生变化，若变化，跳转至步骤(3)。若不变化，进入下一步。此处的不
变化是指聚焦参考点和观瞄参考点在50m到60m移动中对位置变化小
于5mm。
(5)判断聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏1移动中位置是否明显
变化；
将接收靶屏1从50m移动到97m处，观察聚焦参考点和观瞄参考
点偏移量，判断聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏1移动中位置是否变
化，若明显变化，则跳转至步骤(3)，否则调整完毕。在本实施例中，
聚焦参考点和观瞄参考点在靶屏1从50m到97m移动过程中位置变化
小于10mm时，说明没有明显变化。
本发明采用通过在不同距离处放置靶屏1，在屏上承接两光轴目标
点，获取目标点的相对位置关系，调整光轴平行性。调整精度估算，若
光轴相对位置在50m至97m调整过程中偏离不大于10mm，此时调整
误差为100m范围内20mm，则在1km范围内两光轴的偏移量能够控制
在200mm，而实验中靶屏1接收面积为500mm，能够满足1km距离聚
焦瞄准要求。