轴对准测试系统光机热集成分析

轴对准测试系统是一种应用大口径平行光管法来测量光轴平行性的重要仪器,系统焦距为4800mm,口径为600mm。在测试过程中,由于焦距长、口径大,环境温度的变化引起的各元件的微小变形都会影响系统的成像质量及测试精度。因此,需要对该系统进行光机热集成分析。建立了轴对准测试系统的有限元分析模型,分析了稳态温度场、温度梯度场下系统的热变形,利用Zernike多项式对热变形后的镜面进行面型拟合,将拟合系数导入光学设计软件,得到不同温度变化下对轴对准测试系统的影响,通过实验验证了仿真结果的准确性。结果表明:稳态温度场下,在设计参数要求的温度范围内,光学系统波像差均小于λ/10(λ=632.8 nm),光轴平行性检测精度满足0.02 mrad;温度梯度场对系统影响更大,需将系统内外温差控制在±3℃内。