CN114216659B - 一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，包括高精度五维调整架、标准平面反射镜、离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜、干涉仪、第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球、第一光楔、第二光楔、CCD相机和计算机。离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜组成离轴卡式平行光管装置；第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机、计算机组成CCD支路。本发明还公开了一种大口径长焦距光轴平行度的测量***的检测方法。本发明不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且***焦距受限小，基准***轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。

Description

一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，具体为一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法。
背景技术
光轴平行度是所有光学设备中最为重要的指标参数之一，只有确保各光轴平行度在一定精度内，才能保证光学设备参数信息的准确性。为了最大限度地发挥光学装备的效能，除对零部件的设计、加工及整机的装调采取一系列的工艺措施外，对光轴平行度的测量变得尤为重要。目前常用的光轴平行度测量方法主要有:投影靶法、激光相纸检测法、五棱镜法、小口径平行光管法和大口径平行光管法等。
投影靶法和激光相纸检测法结构简单,成本低,但随机误差较大,精度受限；五棱镜法常用于检测双筒望远镜光轴平行性,通用性不强；小口径平行光管法,口径小,误差环节较多,精度不高；而大口径平行光管法常采用离轴抛物面反射镜产生平行光束,具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，通用性好，应用比较广泛，但***焦距受限，基准***轴选定不够精确，轴外相差没有较好矫正，测量精度不高。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，以解决以上缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，包括:高精度五维调整架、标准平面反射镜、离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜、干涉仪、第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球、第一光楔、第二光楔、CCD相机和计算机；所述标准平面反射镜安装在高精度五维调整架上，所述离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜组成离轴卡式平行光管装置；所述第一分光镜、干涉仪组成干涉仪支路；所述第二分光镜、第三分光镜、激光器、积分球组成激光器支路；所述第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机、计算机组成CCD支路；
所述干涉仪支路中的干涉仪发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，在经标准平面反射镜反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验；
所述激光器支路中的激光器发射的激光，经积分球均匀光源后，依次经第三分光镜、第二分光镜，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。
优选地，所述干涉仪发射的光线经离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，实现对离轴抛物面主镜的检测；所述干涉仪发射的光线依次经第一分光镜、双曲面次镜射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪上，实现对双曲面次镜的检测。
优选地，所述干涉仪发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜后，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。
优选地，所述高精度五维调整架的精度为1urad。
优选地，所述标准平面反射镜的面型精度为λ/60。
优选地，所述离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。
优选地，所述干涉仪为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。
优选地，所述CCD支路中，第一光楔、第二光楔用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20；
所述CCD相机选型根据***焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据***焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，
相机靶面尺寸＝***焦距×收发全角，
像元尺寸＝***焦距×最小分辨角度，
所述CCD相机靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机像元尺寸要小于计算尺寸，所述计算机连接在CCD相机上并对CCD相机采集数据进行图像处理。
优选地，一种大口径长焦距光轴平行度的测量***的测量方法，其具体步骤如下：
S1、离轴抛物面主镜的检测：
标准平面反射镜放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪发射的光线经离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪检测离轴抛物面主镜是否符合要求；
S2、双曲面次镜的检测：
利用干涉仪发射的光线依次经第一分光镜、双曲面次镜射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪检测双曲面次镜是否符合要求；
S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：
利用干涉仪发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜后，再经标准平面反射镜反射后原路返回至干涉仪上，通过干涉仪对离轴卡式平行光管装置自准直检验。
S4、基准轴的确定：
调整干涉仪的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为***基准轴；
S5、CCD相机调整：
在***基准轴确定后，调整CCD相机，使焦点大致处于CCD相机中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机使圆心坐标位于靶面正中心；
S6、入射光轴平行度测量检验：
将干涉仪支路中的干涉仪发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，在经标准平面反射镜反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；
S7、出射光轴平行度测量检验：
将激光器支路中的激光器发射的激光，经积分球均匀光源后，依次经第三分光镜、第二分光镜，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜、双曲面次镜、离轴抛物面主镜，再经标准平面反射镜后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜、双曲面次镜、第一分光镜，以及CCD支路中的第二分光镜、第一光楔、第二光楔、CCD相机，并在计算机上显示；通过使用积分球作为均匀光源，调整激光器改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。
优选地，在S6、S7步骤中，所述入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α的计算公式为：
其中，(x1,y1)为***基准轴对应的圆心坐标，(x2,y2)为不同角度对应的圆心坐标，f为***总焦距。
本发明的有益效果在于：
本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，采用离轴卡式平行光管装置作为提供入射光和出射光的共用支路，结构焦距长，焦平面焦点位置变化明显，检测方法精度高；干涉仪支路用于平面镜自准直法检测，提供***基准轴，同时可以通过调整平面镜的俯仰的方式，达到改变入射平行光的角度；激光器支路用于提供出射平行光，积分球均匀光源，方便后续图像处理；CCD支路用于对焦点进行图像处理，采用易于加工的光楔设计，两个光楔校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，减小了轴外相差对测量结果的影响。本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且***焦距受限小，基准***轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。
附图说明
图1：本发明的大口径长焦距光轴平行度的测量***的结构示意图；
图2：本发明的离轴抛物面主镜的自准直法检测原理图；
图3：本发明的双曲面次镜的无像差点法检测原理图；
图4：本发明的离轴卡式平行光管装置的自准直法检测原理图；
图5：本发明的入射平行光光轴平行度测量原理图；
图6：本发明的出射平行光光轴平行度测量原理图；
图7：本发明的离轴卡式平行光管装置自准直检验的波前图；
图8：本发明的离轴卡式平行光管装置自准直检验的点列图；
图9：本发明的CCD支路中心视场和边缘视场三个视场的波前图；
图10：本发明的CCD支路中心视场和边缘视场三个视场的点列图。
具体实施方式
结合附图1-10，对本发明的具体实施方式作如下说明：
如图1-6所示，一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，包括:高精度五维调整架1、标准平面反射镜2、离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5、干涉仪6、第二分光镜7、第三分光镜8、激光器9、积分球10、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13和计算机14。标准平面反射镜2安装在高精度五维调整架1上，高精度五维调整架1的精度为1urad；标准平面反射镜2的面型精度为λ/60；干涉仪6为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。
离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5组成离轴卡式平行光管装置，离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。
第一分光镜5、干涉仪6组成干涉仪支路。第二分光镜7、第三分光镜8、激光器9、积分球10组成激光器支路；
激光器支路中，激光器通过光纤将激光光束耦合至平行光管，为对激光器和光纤选型，需要对相关参数进行计算。根据激光器光束发散全角和***焦距，计算光纤芯径为：光纤芯径＝发散全角×***焦距，采用积分球作为光源，用于均匀激光器发出的激光光束的强度。
第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13、计算机14组成CCD支路。CCD支路中，第一光楔11、第二光楔12用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20。
CCD相机13选型根据***焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据***焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，
相机靶面尺寸＝***焦距×收发全角，
像元尺寸＝***焦距×最小分辨角度，
CCD相机13靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机13像元尺寸要小于计算尺寸，计算机14连接在CCD相机13上并对CCD相机13采集数据进行图像处理。
图2为本发明的离轴抛物面主镜的自准直法检测原理图。如图2所示，干涉仪6发射的光线经离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，实现对离轴抛物面主镜3的检测。
图3为本发明的双曲面次镜的无像差点法检测原理图。如图3所示，干涉仪6发射的光线依次经第一分光镜5、双曲面次镜4射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪6上，实现对双曲面次镜4的检测。
图4为本发明的离轴卡式平行光管装置的自准直法检测原理图。如图4所示，干涉仪6发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3后，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。
图5为本发明的入射平行光光轴平行度测量原理图。如图5所示，干涉仪支路中的干涉仪6发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，在经标准平面反射镜2反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验。
图6为本发明的出射平行光光轴平行度测量原理图。如图6所示，激光器支路中的激光器9发射的激光，经积分球10均匀光源后，依次经第三分光镜8、第二分光镜7，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。
一种大口径长焦距光轴平行度的测量***的测量方法，其具体步骤如下：
S1、离轴抛物面主镜3的检测：
标准平面反射镜2放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪6发射的光线经离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6检测离轴抛物面主镜3是否符合要求；
S2、双曲面次镜4的检测：
利用干涉仪6发射的光线依次经第一分光镜5、双曲面次镜4射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6检测双曲面次镜4是否符合要求；
S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：
利用干涉仪6发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3后，再经标准平面反射镜2反射后原路返回至干涉仪6上，通过干涉仪6对离轴卡式平行光管装置自准直检验。
S4、基准轴的确定：
调整干涉仪6的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为***基准轴；
S5、CCD相机13调整：
在***基准轴确定后，调整CCD相机13，使焦点大致处于CCD相机13中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机13使圆心坐标位于靶面正中心；
S6、入射光轴平行度测量检验：
将干涉仪支路中的干涉仪6发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，在经标准平面反射镜2反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；
S7、出射光轴平行度测量检验：
将激光器支路中的激光器9发射的激光，经积分球10均匀光源后，依次经第三分光镜8、第二分光镜7，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜5、双曲面次镜4、离轴抛物面主镜3，再经标准平面反射镜2后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜3、双曲面次镜4、第一分光镜5，以及CCD支路中的第二分光镜7、第一光楔11、第二光楔12、CCD相机13，并在计算机14上显示；通过使用积分球10作为均匀光源，调整激光器9改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。
入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α可通过计算公式进行计算，其中△α的计算公式为：
其中，(x1,y1)为***基准轴对应的圆心坐标，(x2,y2)为不同角度对应的圆心坐标，f为***总焦距。
本发明的一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其***镜面具体数据见表一：
表一、***镜面数据
名称 顶点曲率 材料 圆锥系数 离轴量
抛物面主镜 -2000 MIRROR -1 -375
双曲面次镜 -567 MIRROR -2.25 -90
第一分光镜 无限 SILICA
第二分光镜 无限 SILICA
第三分光镜 无限 SILICA
第一光楔 无限 CAF2
第二光楔 无限 CAF2
其中，通过检测可得，离轴卡式平行光管装置自准直检验的波前图，如图7所示；离轴卡式平行光管装置自准直检验的点列图，如图8所示。由图7、8可知，满足RMS<λ/40的要求，光斑位于艾利斑内，满足检测要求。
其中，通过检测可得，CCD支路中心视场和边缘视场三个视场波前图如图9所示，点列图如图10所示。由图9、10可知，都达到RMS<λ/40的要求，光斑基本位于艾利斑内，达到衍射极限，满足***要求。
一般的平行度测量方法受到装置结构限制，焦距无法太长，精度可达几个秒级，大约在20-30urad左右。根据相机靶面尺寸＝***焦距×收发全角，***焦距5000mm，收发全角1mrad，测量靶面尺寸应大于5mm。以2/3英寸CCD相机为例，像元尺寸为3.45um*3.45um，分辨率2448*2048，靶面大小满足要求。光轴平行度具体测量精度和相机像元大小有关，2/3英寸CCD相机已可达urad级。本发明的一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，通过检测，验证了这一结果。
本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，采用离轴卡式平行光管装置作为提供入射光和出射光的共用支路，结构焦距长，焦平面焦点位置变化明显，检测方法精度高；干涉仪支路用于平面镜自准直法检测，提供***基准轴，同时可以通过调整平面镜的俯仰的方式，达到改变入射平行光的角度；激光器支路用于提供出射平行光，积分球均匀光源，方便后续图像处理；CCD支路用于对焦点进行图像处理，采用易于加工的光楔设计，两个光楔校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，减小了轴外相差对测量结果的影响。
本发明一种大口径长焦距光轴平行度的测量***及其测量方法，不仅具有口径大,没有中心遮拦,透过率高、像质好的优点，而且***焦距受限小，基准***轴选定精确，轴外相差能够较好矫正，测量精度高，操作简单方便。
上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，包括:高精度五维调整架(1)、标准平面反射镜(2)、离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)、干涉仪(6)、第二分光镜(7)、第三分光镜(8)、激光器(9)、积分球(10)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)和计算机(14)；所述标准平面反射镜(2)安装在高精度五维调整架(1)上，所述离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)组成离轴卡式平行光管装置；所述第一分光镜(5)、干涉仪(6)组成干涉仪支路；所述第二分光镜(7)、第三分光镜(8)、激光器(9)、积分球(10)组成激光器支路；所述第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)、计算机(14)组成CCD支路；
所述干涉仪支路中的干涉仪(6)发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，在经标准平面反射镜(2)反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示，实现对入射光轴平行度的测量检验；
所述激光器支路中的激光器(9)发射的激光，经积分球(10)均匀光源后，依次经第三分光镜(8)、第二分光镜(7)，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示，实现对出射光轴平行度的测量检验。
2.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述干涉仪(6)发射的光线经离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对离轴抛物面主镜(3)的检测；所述干涉仪(6)发射的光线依次经第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对双曲面次镜(4)的检测。
3.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述干涉仪(6)发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)后，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，实现对离轴卡式平行光管装置自准直检验。
4.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述高精度五维调整架(1)的精度为1urad。
5.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述标准平面反射镜(2)的面型精度为λ/60。
6.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述离轴卡式平行光管装置的通光口径为400mm，焦距为5000mm，视场角范围为1mrad。
7.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述干涉仪(6)为4D干涉仪，其测量精度为λ/100。
8.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***，其特征在于，所述CCD支路中，第一光楔(11)、第二光楔(12)用于消除轴外像差，校正焦点到垂直于主光轴的同一焦平面，成像质量小于λ/20；
所述CCD相机(13)选型根据***焦距和收发全角确定相机靶面大小，根据***焦距和最小分辨角度确定像元尺寸，
相机靶面尺寸＝***焦距×收发全角，
像元尺寸＝***焦距×最小分辨角度，
所述CCD相机(13)靶面尺寸要大于计算尺寸，CCD相机(13)像元尺寸要小于计算尺寸，所述计算机(14)连接在CCD相机(13)上并对CCD相机(13)采集数据进行图像处理。
9.根据权利要求1所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***的测量方法，其特征在于，其具体步骤如下：
S1、离轴抛物面主镜(3)的检测：
标准平面反射镜(2)放置于离轴卡式平行光管装置前，选用合适焦距的镜头，利用干涉仪(6)发射的光线经离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)检测离轴抛物面主镜(3)是否符合要求；
S2、双曲面次镜(4)的检测：
利用干涉仪(6)发射的光线依次经第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)射入标准球面上，经标准球面反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)检测双曲面次镜(4)是否符合要求；
S3、离轴卡式平行光管装置自准直检验：
利用干涉仪(6)发射的光线依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)后，再经标准平面反射镜(2)反射后原路返回至干涉仪(6)上，通过干涉仪(6)对离轴卡式平行光管装置自准直检验；
S4、基准轴的确定：
调整干涉仪(6)的焦点与离轴卡式平行光管装置焦点重合，根据泽尼克系数调整干涉条纹，直至干涉图样满足λ/40，此时默认为主光轴与机械轴重合，作为***基准轴；
S5、CCD相机(13)调整：
在***基准轴确定后，调整CCD相机(13)，使焦点大致处于CCD相机(13)中心，利用MATLAB对图像进行实时处理，计算光斑的半径和圆心坐标，当光斑半径不再减小时，调整CCD相机(13)使圆心坐标位于靶面正中心；
S6、入射光轴平行度测量检验：
将干涉仪支路中的干涉仪(6)发射的光线，依次经离轴卡式平行光管装置的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，在经标准平面反射镜(2)反射后，再经离轴卡式平行光管装置的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示；通过调整高精度五维调整架的俯仰，即可模拟改变入射光角度，使得光斑位置发生变化，实现对入射光轴平行度的测量检验；
S7、出射光轴平行度测量检验：
将激光器支路中的激光器(9)发射的激光，经积分球(10)均匀光源后，依次经第三分光镜(8)、第二分光镜(7)，离轴卡式平行光管装置中的第一分光镜(5)、双曲面次镜(4)、离轴抛物面主镜(3)，再经标准平面反射镜(2)后，再依次经离轴卡式平行光管装置中的离轴抛物面主镜(3)、双曲面次镜(4)、第一分光镜(5)，以及CCD支路中的第二分光镜(7)、第一光楔(11)、第二光楔(12)、CCD相机(13)，并在计算机(14)上显示；通过使用积分球(10)作为均匀光源，调整激光器(9)改变出射平行光的角度，从而使得光斑发生变化，实现对出射光轴平行度的测量检验。
10.根据权利要求9所述一种大口径长焦距光轴平行度的测量***的测量方法，其特征在于，在S6、S7步骤中，所述入射光轴平行度、出射光轴平行度，其光轴平行度偏差△α的计算公式为：
其中，(x1,y1)为***基准轴对应的圆心坐标，(x2,y2)为不同角度对应的圆心坐标，f为***总焦距。
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