光學系統(tǒng)計算機輔助裝調方法
傳統(tǒng)的光學裝調主要靠裝調人員的經(jīng)驗和較簡單的裝調工藝裝備來完成，這對于通常對像質要求不高的光學系統(tǒng)，最終可以達到使用要求。但是，傳統(tǒng)光學裝調存在很大的盲目性，裝調周期長，精度有限，因此很高程度上限制了大型復雜光學系統(tǒng)的高精度裝調的發(fā)展。
近年來，對大口徑反射式光學系統(tǒng)的需求日益增大，其負載的分系統(tǒng)也逐漸增多，多光合一的反射式光學系統(tǒng)成了未來發(fā)展的重要方向。因此，復雜化后的系統(tǒng)裝調也成為新的技術要點。結合計算機技術、先進光學檢測技術，使得計算機輔助裝調這些大型復雜光學系統(tǒng)成為可能。
實際的光學系統(tǒng)的波前攜帶著許多誤差，其主要來源有如下幾方面：
（一）光學設計所帶來的系統(tǒng)誤差；
（二）受光學加工工藝水平的限制，所引起的半徑、厚度、偏心等偏差。這些偏差在元件加工完成后就不可更改，通過測試可以知道其確定的偏差值；
（三）機械零件加工帶來的誤差，比如同軸度、垂直度等低于設計要求；
（四）裝調誤差，裝配時光學元件所受應力不均勻，從而使裝配進去的光學元件面形精度降低，產(chǎn)生位移、偏心、傾斜等。
一般來講，光學設計的結果經(jīng)過優(yōu)化后其誤差非常小，不會對系統(tǒng)有影響。真正影響系統(tǒng)成像質量的誤差主要來源于上述的后三項。光機加工、裝調中的誤差可以概括為元件的厚度偏差、位移、偏心、傾斜等。所有這些加工、裝調帶來的誤差對光學系統(tǒng)象質的綜合影響表現(xiàn)為分辨率降低、畸變增大、象點的彌散斑增大、傳遞函數(shù)MTF降低等。
當一個元件的裝調有偏差(間隔位移、偏心等)，且調節(jié)比較困難時，可以利用其他元件的裝調參數(shù)(間隔位移、偏心等)來補償，以滿足整個系統(tǒng)的象質要求。通過計算機的模擬分析得出了光學元件之間誤差具有互補性。在光學系統(tǒng)的裝調過程中可以充分利用這一特性，以計算機作為輔助手段，完成高精度要求、高成象質量光學系統(tǒng)的裝調。計算機輔助裝調可分為輔助安裝、輔助調試兩部分。
計算機輔助安裝的方法是：
首先，測試己安裝好的光學元件的偏心、間隔、厚度，將測試數(shù)據(jù)返回到計算機軟件中，計算系統(tǒng)象質；
接著，將所有己裝好的元件的間隔、偏心、傾斜等，視為不可改變的參數(shù)，未安裝的元件的間隔、偏心等則作為變量，計算機優(yōu)化處理，使系統(tǒng)象質滿足要求；
最后，從優(yōu)化的結果中選擇比較靈敏的參數(shù)，以作為安裝下一片(組)的依據(jù)。這樣即使前面己安裝好的光學元件存在偏差，在調整不方便的情況下，也可以通過后面元件的偏差進行補償，最終滿足成象質量要求。
對于安裝完成的系統(tǒng)，象質如果沒有達到要求，則需要對整個系統(tǒng)進行調試。在調試之前通常不知應該調試哪些組件，操作盲目性大。采用計算機輔助調試，可以做到有的放矢。首先將系統(tǒng)的原有的設計結果輸入光學設計軟件中（CODEV或Zemax），將系統(tǒng)中的可調節(jié)參量設成變量，例如鏡片的空氣間隔、傾斜以及旋轉。然后對系統(tǒng)進行干涉測量，測得一個或多個視場的干涉圖，將測試數(shù)據(jù)返回到光學設計軟件中，光學設計軟件能根據(jù)所得干涉圖的像差種類和大小對系統(tǒng)進行調整。利用軟件自身的優(yōu)化功能，可以得到上述所設變量的值，預測調試補償值，最后確定調整哪些光學元件的偏心、傾斜或位移可以得到滿足成像質量要求的系統(tǒng)。
