CN102901467A - 一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置 - Google Patents

Abstract

一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置，属于光电检测技术领域中涉及的一种检测装置。要解决的技术问题是：提供了一种激光发射光轴和捕获跟踪电视视轴的平行度校正装置。解决的技术方案：包括激光器、两维摆镜、分束镜、激光能量收集器、角锥棱镜、CCD相机、两维摆镜控制器、数据处理计算机。在角锥棱镜的光轴上，从左至右依次放置分束镜、两维摆镜、CCD相机；分束镜与光轴成45度；两维摆镜与光轴成45度；与两维摆镜的法线成45度放置激光器；分束镜反射激光的方向上放置激光能量收集器；两维摆镜控制器和两维摆镜连接；CCD相机与数据处理计算机连接；两维摆镜控制器与数据处理计算机连接。该装置结构简单，可靠实用。

Description

一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置

技术领域：

本发明属于光电检测技术领域中涉及的一种对激光发射光轴和捕获跟踪视轴平行度的检测装置。

背景技术：

角锥棱镜（也称为回归反射器）作为一种光学装置，是一种依据临界角原理制造的内部全反射棱镜，它不受入射角度大小的影响，能把入射光反射180°。也就是说，对于任何一条进入通光孔径的入射光线，都将被高效地按原方向反射回去。角锥棱镜工作原理如图1所示：是由入射光线Ⅰ、出射光线Ⅱ、第一反射面Ⅲ、第二反射面Ⅳ、第三反射面Ⅴ组成的。在理想情况下，入射光线经相互垂直的三个反射面相继反射后，出射光线严格地与入射光线相平行。因此，它在激光测距仪、干涉仪、波长计以及激光谐振腔中得到广泛应用。

现代光电对抗设备一般集成激光发射和跟踪捕获功能。在设备装调过程中，需要精密检测激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度。如果激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度存在较大的平行度误差，将导致激光光斑不能准确落在捕获跟踪点上，进而影响激光干扰和损伤效果。

据了解在本发明之前，国内外对激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置，已有若干种，与本发明最为接近的已有技术是舰船电子对抗期刊第34卷第5期（2011年10月）47－49页发表的光电综合标校系统光轴平行度标校装置。如图2所示：包括目标靶板1、感光相纸2、激光测距仪3、被测设备4。

感光相纸2紧密贴在目标靶板1上，使感光相纸2的中心落在目标靶板1的中心上，激光测距仪3的发射光轴与目标靶板1靶面垂直，被测设备4的接收面与目标靶板1和感光相纸2的工作面平行。

该标校装置的工作原理是：在距离光电对抗设备一定远的距离处架设红外光源目标靶板，利用感光相纸对激光光斑进行聚焦采集，捕获跟踪设备锁定靶板上的红外光源在视场中心，发射激光并记录光斑在靶板上与红外光源的位置偏差，激光测距仪测量出靶板与光电对抗设备的距离，计算激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度偏差。

这种装置的缺点是耗费人员多，工作效率低，同时这种装置测量光斑在靶板上与红外光源的位置偏差采用钢板尺或游标卡尺，测量精度有限，无法提高激光发射光轴与捕获跟踪视轴的平行度精度。这在很大程度上限制了激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度装调精度。

发明内容：

为了克服上述已有技术存在缺点，本发明的目的在于提供一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的闭环检测装置，通过将发射出去的激光能量衰减后按原路反射回捕获跟踪系统，激光光束聚焦成像在跟踪CCD上，通过光斑在跟踪系统中脱靶量的提取及判读实现激光发射光轴与捕获跟踪视轴的平行度闭环检测，特设计一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置。

本发明要解决的技术问题是：提供了一种激光发射光轴和捕获跟踪电视视轴的平行度校正装置。

解决技术问题的技术方案如图3所示：包括激光器5、两维摆镜6、分束镜7、激光能量收集器8、角锥棱镜9、CCD相机10、两维摆镜控制器11、数据处理计算机12。

在角锥棱镜9的光的传播方向的光轴上，从左至右依次放置分束镜7、两维摆镜6、CCD相机10；分束镜7向右偏并与光轴成45度角放置；两维摆镜6向左偏并与光轴成45度角放置；在与两维摆镜6的法线成45度角的方向上放置激光器5；在分束镜7的反射激光器5的激光的方向上放置激光能量收集器8；两维摆镜控制器11和两维摆镜6通过电缆连接；CCD相机10的输出端与数据处理计算机12通过电缆连接；两维摆镜控制器11与数据处理计算机12通过电缆连接。

工作原理说明：激光器5，可以是任意波段的激光发射器，发射平行激光光束到两维摆镜6，经两维摆镜6将激光光束反射到分束镜7。两维摆镜6可以通过两维摆镜控制器11的控制进行两个自由度的运动，进而实现光束方向的改变。

分束镜7，将一部分激光反射到激光能量收集器8，另一部分激光投射到角锥棱镜9。其中发射到激光能量收集器8的占大部分。只有少部分透射通过分束镜7，再经角锥棱镜9反射回光学系统，主要是起到衰减激光能量的作用，以免高能激光反射回光学系统，损伤CCD及图像处理系统。

入射到角锥棱镜9的激光，根据前面介绍的角锥棱镜9的特性，按原方向返回，经分束镜7透射，经两维摆镜6透射，汇聚到CCD相机10。图像处理系统会将激光光斑显示在成像系统中。如图4所示。

如果激光发射光轴和捕获跟踪视轴是完全平行的，那么反射回的激光光束在图像处理系统中的成像应该位于中心位置。由于，激光发射光轴和捕获跟踪视轴存在平行度的误差，致使反射回的激光光束在图像处理系统中的成像偏离中心位置，存在X向和Y向的偏移。

此时可以通过两维摆镜控制器11，对两维摆镜6的角度进行调节，使偏移量为零，也就是使激光发射光轴和捕获跟踪视轴平行。

本发明的积极效果：由于采用角锥棱镜作为激光发射元件，利用角锥棱镜的自准发射特性，将能量衰减后的激光光束角度不变地发射回捕获跟踪系统。此外，角锥棱镜的自准特性使该检测装置工作时与被检设备不需严格对准，同时在检测过程中不受环境因素影响，检测装置的固定位置偏移或变形对反射回去的光束方向无影响。这样该检测装置可以方便地安装在激光发射与跟踪设备的前端，与激光对抗设备固连。该检测装置结构简单，可靠实用，空间体积小，操作方便灵活，更适合于光电设备的室内检测及装调。

附图说明：

图1是角锥棱镜工作原理图；

图2是已有技术的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明工作原理说明中电视脱靶量示意图。

具体实施方式：本发明按图3所示的结构实施，其中激光器5采用任意波段的激光发射器，两维摆镜6采用光学镀膜措施镀成半反半透光学平面镜，两维摆镜控制器11采用DSP数字控制电路，分束镜7采用光学镀膜措施镀成半反半透光学平面镜，激光能量收集器8采用黑体收集器收集激光能量，角锥棱镜9采用K9光学玻璃制作三个锥角相等，玻璃角的误差可以精密加工至1角秒以内，CCD相机10采用红外相机。

Claims (1)

1.一种激光发射光轴和捕获跟踪视轴的平行度校正装置，其特征在于包括激光器（5）、两维摆镜（6）、分束镜（7）、激光能量收集器（8）、角锥棱镜（9）、CCD相机（10）、两维摆镜控制器（11）、数据处理计算机（12）；在角锥棱镜（9）的光的传播方向的光轴上，从左至右依次放置分束镜（7）、两维摆镜（6）、CCD相机（10）；分束镜（7）向右偏并与光轴成45度角放置；两维摆镜（6）向左偏并与光轴成45度角放置；在与两维摆镜（6）的法线成45度角的方向上放置激光器（5）；在分束镜（7）的反射激光器（5）的激光的方向上放置激光能量收集器（8）；两维摆镜控制器（11）和两维摆镜（6）通过电缆连接；CCD相机（10）的输出端与数据处理计算机（12）通过电缆连接；两维摆镜控制器（11）与数据处理计算机（12）通过电缆连接。

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