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申请/专利权人：西安工业大学

摘要：本发明公开了一种自由曲面光学元件定位方法和装置，是一种方便、易实施、精度高、非接触的自由曲面光学元件定位方法和装置。装置包括机座和自由曲面光学元件定位光路，将自由曲面光学元件放置于机座上，根据利用自由曲面光学元件定位光路产生的光斑进行自由曲面光学元件的位置调整，实现定位。采用本发明方法可以实现加工、检测甚至后续装调基准的统一，实现自由曲面光学元件高精度加工、检测、装调基准的一致性控制，保证最终的光学系统性能。

主权项：1.一种自由曲面光学元件定位装置，其特征在于，包括机座和设置在所述机座上的自由曲面光学元件定位光路；所述自由曲面光学元件定位光路按照光路传输方向依次设置有激光光源、小孔光阑、分光棱镜，凸透镜、平凹反射镜和接收屏；所述凸透镜通过支架固定在所述机座的安装面上，所述接收屏一端固定在所述机座的支柱顶面；所述分光棱镜位于所述接收屏下方；所述激光光源的光斑中心、所述小孔光阑中心以及所述凸透镜的中心在同一直线上；待定位自由曲面光学元件放置在光路传输延伸方向的所述凸透镜一侧的机座安装面上，所述平凹反射镜固定在所述自由曲面光学元件上，且对准所述凸透镜；所述激光光源发出的光经过小孔光阑变成点状光，经过所述分光棱镜分成两束光分别沿检测光路和参考光路传输；所述参考光路的光束被分光面反射，再经反射面全反射至所述接收屏，形成参考光斑；所述检测光路的光束透射出所述分光面，经所述凸透镜扩束形成平行光照射至所述平凹反射镜，沿所述检测光路返回，被所述分光棱镜反射光束至所述接收屏形成检测光斑；采用记录检测光路的检测光斑的位置进行重复定位，将自由曲面光学元件取下后，下次再装夹，当检测光路的检测光斑与取下之前的检测光斑大小和位置重合，则代表自由曲面光学元件重新定位好了；所述自由曲面光学元件包括工作面、非工作面一和非工作面二；所述工作面为自由曲面，所述非工作面一为平面，所述非工作面二为任意曲面；所述非工作面二上设置所述平凹反射镜，所述平凹反射镜的平面接触所述非工作面二；当所述非工作面二为弧面时，则在非工作面二上设置安装孔，且安装孔的中心轴平行于所述自由曲面光学元件的基准轴，所述平凹反射镜镶嵌在所述安装孔内，所述平凹反射镜的平面朝向所述安装孔内，凹面朝向所述安装孔外；当所述非工作面二为平面时，在非工作面二上设置安装孔或者采用粘接或螺钉固定所述平凹反射镜，所述平凹反射镜的旋转中心线与所述自由曲面光学元件的基准轴平行，所述平凹反射镜的平面朝向所述非工作面二，凹面朝向外；待定位的自由曲面光学元件的包括非工作面一与XOY面平行，非工作面二与YOZ面平行，所述安装孔的中心线在XOY平面内；如果该光斑与参考光束形成的光斑重合，自由曲面光学元件的基准线已经位于检测光路中的坐标轴XOZ平面内，且与X轴平行，同时确定出基准点的Y轴坐标值，将检测光路的光斑调整到最小值，则确定出基准点的X轴坐标值。

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