CN101482654A - 光路耦合对准方法 - Google Patents

光路耦合对准方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101482654A
CN101482654A CNA2009100782578A CN200910078257A CN101482654A CN 101482654 A CN101482654 A CN 101482654A CN A2009100782578 A CNA2009100782578 A CN A2009100782578A CN 200910078257 A CN200910078257 A CN 200910078257A CN 101482654 A CN101482654 A CN 101482654A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pupil
optical axis
detector
light path
aligned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2009100782578A
Other languages
English (en)
Inventor
亓波
吴琼雁
任戈
包启亮
仲崇峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Optics and Electronics of CAS
Original Assignee
Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Optics and Electronics of CAS filed Critical Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority to CNA2009100782578A priority Critical patent/CN101482654A/zh
Publication of CN101482654A publication Critical patent/CN101482654A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

光路耦合对准方法，引入一束信标光，在两个独立的光学平台的光路中分别放置一快速控制反射镜，分别叫光轴快速控制反射镜和光瞳快速控制反射镜，在光学平台上放置检测光轴和光瞳偏移的光轴探测器和光瞳探测器，光瞳探测器与光瞳快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光瞳的对准，光轴探测器与光轴快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光轴的对准。本方法利用快速控制反射镜作为执行元件，光电探测器作为探测处理元件，有效的提高了光路的耦合对准的速度，同时可以有效克服平台本身带来的振动，提高了对准精度，可将此方法广泛应用于两个及两个以上光学平台间的光学系统中。

Description

光路耦合对准方法
技术领域
本发明涉及两个及两个以上光学平台间的光路耦合对准方法。
背景技术
某些情况下，受到空间或环境的限制，大型光学实验的光学系统经常被置放于两个或两个以上的光学平台上，例如将庞大的激光器置于一个独立的平台。因此系统工作时，就需要将一个平台的光引入到另一个平台上，进而对光路进行耦合对准。目前通常采用手工调整的方法，调整光路中的反射元件使光路的光瞳和光轴满足一定的要求，该对准方法繁琐，且不具有实时性，特别是对于复杂的光路，有时需要花费很长的时间，而且对对准精度也没有一个客观定量的评价。手动对准方法对准后还要求平台具有很好的稳定性，无法抑制平台本身振动带来的误差量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种光路快速耦合对准方法，以克服现有光路耦合方法精度低、稳定性差、不具实时性的缺陷。本发明利用快速反射镜和光电探测器自动的实现对准，提高了对准精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：光路耦合对准方法，其特征在于：引入一束信标光，通过光轴快速控制反射镜、光瞳快速控制反射镜、光轴探测器和光瞳探测器实现光路的耦合对准，利用光轴探测器和光瞳探测器的输出脱靶量分别来驱动光轴快速反射镜和光瞳快速反射镜实现自动对准。
所述的光瞳探测器与光瞳快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光瞳的对准；光轴探测器与光轴快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光轴的对准。
所述的光瞳探测器、光轴探测器可以是位置敏感传感器PSD，或其它的二维阵列探测器。
所述的信标光可以是细光束，也可以是粗光束。
本发明与现有技术相比所具有的优点是：本发明利用快速反射镜作为执行元件，光电探测器作为探测处理元件，有效的提高了光路的耦合对准的速度，同时可以有效克服平台本身带来的振动，提高了对准精度，可将此方法广泛应用于两个及两个以上光学平台间的光学系统中。本发明的光路快速耦合对准方法，克服了现有光路耦合方法精度低、稳定性差、不具实时性的缺陷。利用单一信标光同时实现了光瞳和光轴偏差量的指示。
附图说明
图1是本发明第一实施例的耦合对准方法的原理图；
图2是本发明第二实施例的耦合对准方法的原理图；
图3是本发明的光路耦合对准方法的流程示意图。
图中：1 表示激光器，2 表示发射分光镜，3 表示光轴快速控制反射镜，4 表示A光学平台，5 表示平台间的光路，6 表示光瞳快速控制反射镜，7 表示B光学平台，8 表示驱动控制单元，9 表示接收分光镜，10 表示分光镜，11 表示光瞳探测器，12 表示聚焦镜，13 表示光轴探测器，14 表示激光缩束单元。
具体实施方案
下面结合附图及具体实施方式进一步详细介绍本发明。
实施例1
图1为本发明第一实施例的耦合对准方法的原理图，本实施方式通过引入一细光束信标光完成A光学平台4和B光学平台之间7的光路5的耦合对准。光瞳探测器11和光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现光瞳的耦合对准；光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现光轴的耦合对准。激光器1发出的信标光经过发射分光镜2后，经光轴快速控制反射镜3、光瞳快速控制反射镜6、接收分光镜9、分光镜10，反射光直接进入光瞳探测器11，透射光经过聚焦镜12聚焦后成像在光轴探测器13上。光轴探测器13、光瞳探测器11除了可以是位置敏感传感器PSD外，也可以是其他的二维阵列光电探测器，如电荷耦合器件CCD。光瞳探测器11与光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现对光瞳的对准。光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现对光轴的对准。整个闭环系统的驱动控制由驱动控制单元8控制，实现数据的采集、处理及反射镜的驱动。
实施例2
图2为本发明第二实施例的耦合对准方法的原理图，本实施方式通过引入一粗光束信标光完成A光学平台4和B光学平台之间7的光路5的耦合对准。光瞳探测器11和光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现光瞳的耦合对准。光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现光轴的耦合对准。本实施例与第一实施例的不同点仅在于增加了一激光缩束单元14，激光缩束单元将粗光束信标光缩束成细信标光，以匹配探测器靶面大小。同样此处的探测器不局限于PSD，可以用其它的二维阵列探测器来代替。
利用实施例一和实施例二对光路进行耦合对准时，具体的光路耦合对准方法的流程如图3所示，该方法主要包括以下步骤：
步骤301、激光器1开启，信标光由激光器1发出，光瞳探测器11、光轴探测器13、光轴快速控制反射镜3、光瞳快速控制反射镜6、驱动控制单元8工作初始化；
步骤302、光瞳探测器11和光轴探测器13探测到信标光，计算在靶面上的质心位置；
步骤303、将光瞳探测器11检测到的偏差量作为光瞳快速控制反射镜6闭环回路的给定量，驱动控制单元8驱动光瞳快速控制反射镜6工作；
步骤304、将光轴探测器13检测到的偏差量作为光轴快速控制反射镜3闭环回路的给定量，驱动控制单元8驱动光轴快速控制反射镜3工作；
步骤305、重复步骤303和304，直到驱动控制单元8收到的光瞳偏差量和光轴偏差量为零，系统状态进行锁定，便可实现对光路的耦合对准。
由上述可知，本发明方法利用快速反射镜作为执行元件，光电探测器作为探测处理元件，有效的提高了光路的耦合对准的速度，同时可以有效克服平台本身带来的振动，提高了对准精度，可将此方法广泛应用于两个及两个以上光学平台间的光学系统中。

Claims (4)

1、光路耦合对准方法，其特征在于：引入一束信标光，通过光轴快速控制反射镜、光瞳快速控制反射镜、光轴探测器和光瞳探测器实现光路的耦合对准，利用光轴探测器和光瞳探测器的输出脱靶量分别来驱动光轴快速反射镜和光瞳快速反射镜实现自动对准。
2、根据权利要求1所述的光路耦合对准方法，其特征在于：光瞳探测器与光瞳快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光瞳的对准；光轴探测器与光轴快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光轴的对准。
3、根据权利要求1所述的光路耦合对准方法，其特征在于：光瞳探测器、光轴探测器可以是位置敏感传感器PSD，或其它的二维阵列探测器。
4、根据权利要求1所述的光路耦合对准方法，其特征在于：所述的信标光可以是细光束，也可以是粗光束。
CNA2009100782578A 2009-02-23 2009-02-23 光路耦合对准方法 Pending CN101482654A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2009100782578A CN101482654A (zh) 2009-02-23 2009-02-23 光路耦合对准方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2009100782578A CN101482654A (zh) 2009-02-23 2009-02-23 光路耦合对准方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101482654A true CN101482654A (zh) 2009-07-15

Family

ID=40879845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2009100782578A Pending CN101482654A (zh) 2009-02-23 2009-02-23 光路耦合对准方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101482654A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768411A (zh) * 2012-05-30 2012-11-07 中国科学院光电技术研究所 一种基于子孔径分割的光路耦合对准装置及对准方法
CN103149657A (zh) * 2013-03-18 2013-06-12 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种光学平台间光路传输中光轴稳定装置及控制方法
CN104049354A (zh) * 2014-07-05 2014-09-17 中国科学院光电技术研究所 一种自动调整激光通信望远镜方位轴与发射光轴重合的方法
CN104180969A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 上海微电子装备有限公司 椭球反射镜焦点的检测装置及其检测方法
CN104297920A (zh) * 2014-11-12 2015-01-21 核工业理化工程研究院 光路指向闭环控制装置及其控制方法
CN104393932A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 中国科学院光电技术研究所 一种量子通信地面站望远镜光轴实时修正方法
CN104765160A (zh) * 2015-04-30 2015-07-08 广州大学 一种光束方位校准系统及校准方法
CN103412405B (zh) * 2013-08-30 2015-07-15 中国科学院光电技术研究所 一种光束耦合器
CN106324790A (zh) * 2016-08-12 2017-01-11 中国科学院光电技术研究所 一种基于单目视觉位姿测量的耦合镜自动调整方法
CN107543682A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 中国科学院上海技术物理研究所 一种主动抑制测试光路抖动的装置及方法
CN110262058A (zh) * 2019-06-19 2019-09-20 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种辅助光瞳光轴调节装置及方法
CN112033647A (zh) * 2020-08-27 2020-12-04 中国科学院光电技术研究所 一种多孔径系统光瞳检测与校正方法
CN112596230A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 航天科工微电子系统研究院有限公司 用于光电跟踪主动层析照明的光路系统
CN115421311A (zh) * 2022-11-04 2022-12-02 中国航天三江集团有限公司 高精度光束合成光路辅助对准装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768411B (zh) * 2012-05-30 2014-05-07 中国科学院光电技术研究所 一种基于子孔径分割的光路耦合对准装置及对准方法
CN102768411A (zh) * 2012-05-30 2012-11-07 中国科学院光电技术研究所 一种基于子孔径分割的光路耦合对准装置及对准方法
CN103149657A (zh) * 2013-03-18 2013-06-12 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种光学平台间光路传输中光轴稳定装置及控制方法
CN103149657B (zh) * 2013-03-18 2014-11-05 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种光学平台间光路传输中光轴稳定装置及控制方法
CN104180969A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 上海微电子装备有限公司 椭球反射镜焦点的检测装置及其检测方法
CN103412405B (zh) * 2013-08-30 2015-07-15 中国科学院光电技术研究所 一种光束耦合器
CN104049354A (zh) * 2014-07-05 2014-09-17 中国科学院光电技术研究所 一种自动调整激光通信望远镜方位轴与发射光轴重合的方法
CN104297920A (zh) * 2014-11-12 2015-01-21 核工业理化工程研究院 光路指向闭环控制装置及其控制方法
CN104393932A (zh) * 2014-11-20 2015-03-04 中国科学院光电技术研究所 一种量子通信地面站望远镜光轴实时修正方法
CN104393932B (zh) * 2014-11-20 2017-02-01 中国科学院光电技术研究所 一种量子通信地面站望远镜光轴实时修正方法
CN104765160B (zh) * 2015-04-30 2017-07-07 广州大学 一种光束方位校准系统及校准方法
CN104765160A (zh) * 2015-04-30 2015-07-08 广州大学 一种光束方位校准系统及校准方法
CN106324790A (zh) * 2016-08-12 2017-01-11 中国科学院光电技术研究所 一种基于单目视觉位姿测量的耦合镜自动调整方法
CN106324790B (zh) * 2016-08-12 2020-04-03 中国科学院光电技术研究所 一种基于单目视觉位姿测量的耦合镜自动调整方法
CN107543682A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 中国科学院上海技术物理研究所 一种主动抑制测试光路抖动的装置及方法
CN110262058A (zh) * 2019-06-19 2019-09-20 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种辅助光瞳光轴调节装置及方法
CN112033647A (zh) * 2020-08-27 2020-12-04 中国科学院光电技术研究所 一种多孔径系统光瞳检测与校正方法
CN112033647B (zh) * 2020-08-27 2022-08-02 中国科学院光电技术研究所 一种多孔径系统光瞳检测与校正方法
CN112596230A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 航天科工微电子系统研究院有限公司 用于光电跟踪主动层析照明的光路系统
CN115421311A (zh) * 2022-11-04 2022-12-02 中国航天三江集团有限公司 高精度光束合成光路辅助对准装置
CN115421311B (zh) * 2022-11-04 2023-01-13 中国航天三江集团有限公司 高精度光束合成光路辅助对准装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101482654A (zh) 光路耦合对准方法
US9964717B2 (en) Device and method for aligning and bonding lens array and PD array with high precision
CN204044359U (zh) 一种二维扫描式激光测距装置
CN211085268U (zh) 一种用于光学导轨测距装置的调节系统
CN1512136A (zh) 测距装置
CN110632714B (zh) 一种光纤耦合系统及耦合方法
CN104049354B (zh) 一种自动调整激光通信望远镜方位轴与发射光轴重合的方法
CN101571383A (zh) 测量球面拼接望远镜子镜间相对曲率半径差的检测装置
CN103837080B (zh) 面向微装配的亚微米精度同轴共焦对准检测方法与装置
CN100580366C (zh) 一种检测大型望远镜主次镜间距的装置
CN111580075A (zh) 一种自动校准光轴的激光测距机系统
CN106932866A (zh) 一种硅基光子器件的自动对光装置及方法
CN109358435A (zh) 一种双远心镜头垂直度的调整装置和调整方法
CN102564736A (zh) 一种用于测量透镜焦距的装置及方法
JP2003232989A (ja) 顕微鏡ベースのシステムに対するオートフォーカスモジュール、オートフォーカスモジュールを有する顕微鏡システム、および顕微鏡ベースのシステムに対する自動焦点合わせ方法
CN209477512U (zh) 一种激光加工系统光路校准装置
CN107664833B (zh) 一种用于基片对准的机器视觉系统及对准装置
CN212569122U (zh) 自动校准光轴的激光测距机系统
WO2018188441A1 (zh) 成像方法、装置及系统
CN102252606A (zh) 用于调焦调平测量系统的零位调整装置
CN201645044U (zh) 一种激光加工系统
CN204479187U (zh) 基于双五棱镜的准直光束检测装置
CN114264279B (zh) 对具有跟踪和可变束散角指向功能装置的检测方法及装置
CN109696689A (zh) 一种光流与激光结合的跟踪测距方法
CN105157617A (zh) 应用于球面光学元件表面缺陷检测的球面自动定中方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20090715