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Measurement of Beam Parallelism of Photoelectric Autocollimator Based on Pentaprism
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摘要: 为了精密测量光电自准直仪的光束不平行误差，提出了一种基于五棱镜的测量方法。该方法利用五棱镜优化测量光路，从而减小检测过程中所需反射镜面形不平整的影响。同时对光电自准直仪光束不平行误差进行定量分析，并结合实验比较不同光束平行度测量方法的差异。实验结果表明：基于五棱镜的方法测得结果与选取曲率小于5×10−5 m−1的反射镜条件下测得结果之差小于0.1″，远优于仅使用平面度一般的反射镜的传统测量方法，前者的复现性达到0.1″。基于五棱镜的测量方法减小了系统误差，能够提升光电自准直仪光束平行度的测量精度。Abstract: In order to measure beam parallelism of photoelectric autocollimator precisely, a method based on pentaprism has been proposed in this paper. Using a pentaprism, the measurement optical path can be optimized. It helps reduce the influence of surface shape of the mirror required in the detection process. The error of non-parallel beam of photoelectric autocollimator has been quantitatively analyzed. And different methods of beam parallelism measurement are compared. Compared with the traditional measurement method, the pentaprism method is comparable to using a mirror with a curvature of 5×10-5 m-1, and the difference between the results is less than 0.1″. In addition, the repeatability using the pentaprism method can reach 0.1″. The pentaprism method reduces the system error and improves the measurement accuracy of the beam parallelism of the photoelectric autocollimator.
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Key words:
- metrology /
- photoelectric autocollimator /
- beam parallelism /
- pentaprism /
- surface shape
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图 3 光束平行度、五棱镜、平面镜姿态引入的误差影响
Figure 3. The effects introduced by beam parallelism, pentaprism and orientation of mirror
图 5 基于不同曲率反射镜使用光阑法与五棱镜法观测结果
Figure 5. Results using aperture method and pentaprism method based on mirrors with different curvatures
图 7 光阑法与五棱镜法结果互差与对应的反射镜面形比较
Figure 7. Difference between the difference of two methods and the surface shape of mirrors
表 1 光阑法与五棱镜法测试结果
Table 1. Results of aperture method and pentaprism method
序号 1 2 3 4 5 6 平面镜曲率半径/km 3.44 1.88 82.5 5.16 41.3 3.44 光阑法结果/″ 1.10 2.10 0.70 1.33 0.86 1.66 五棱镜法结果/″ 0.79 0.75 0.69 0.65 0.77 0.77 
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