CN104267493B - 一种阵列透镜式激光导星系统 - Google Patents

一种阵列透镜式激光导星系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104267493B
CN104267493B CN201410543948.1A CN201410543948A CN104267493B CN 104267493 B CN104267493 B CN 104267493B CN 201410543948 A CN201410543948 A CN 201410543948A CN 104267493 B CN104267493 B CN 104267493B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
mirror
module
array lens
telescope
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.)
Active
Application number
CN201410543948.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104267493A (zh
Inventor
张岳
岱钦
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.)
Changchun Rui Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Shenyang Ligong University
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 Shenyang Ligong University filed Critical Shenyang Ligong University
Priority to CN201410543948.1A priority Critical patent/CN104267493B/zh
Publication of CN104267493A publication Critical patent/CN104267493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104267493B publication Critical patent/CN104267493B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种阵列透镜式激光导星系统，由激光产生模块产生应用于本系统的激光；通过激光光束调整模块完成对激光的光束直径和光强的调整，使激光光束直径等于沙克‑哈德曼透镜阵列的直径并且光强均匀。光强均匀、直径适合的激光光束进入阵列透镜模块。通过阵列透镜模块所形成的激光光斑进入激光发射模块，激光发射模块由半反半透镜、反射镜和望远镜的主镜、次镜组成。其中发射光路通过半反半透镜，由反射镜反射进入望远镜的次镜和主镜，望远镜的次镜和主镜作为激光发射模块的一部分，将激光光斑投射到空中。本发明与分立激光器多激光导星系统相比,本发明采用与望远镜共用主镜、次镜的方式结构简单，容易实现，造价低。

Description

一种阵列透镜式激光导星系统
技术领域
本发明涉及自适应光学校正技术领域，特别是涉及应用于大型天文望远镜自适应校正中的一种阵列透镜式激光导星系统。
背景技术
一般在自适应系统中采用人造信标技术，人为制造一个高亮度导星来提自高适应系统的观察范围和所能观察的星覆盖率。激光导星一般分为瑞利层导星和钠导星两种激光方式，无论用那种方式，要求把激光束发射到高空。激光导星有一定的局限性，有限高度的激光引导星用以评估无限远的目标成像的波前误差，会引起非等晕误差。多目标导星可以减小这些误差。由于焦面非等晕所产生的波前探测均方根差有 σ2 A= （D/d0）5/3 其中d0 定义为比例常数，对于多目标激光引导星，其d0 随多目标导星的个数的平方根增加。多目标导星可以降低非等晕误差。具体理论可以参考文献《用于自适应光学系统的激光引导星》。多目标激光导星需要发射若干人造信标到空中，传统做法是建立多个激光导星系统，分别将激光投射到空中产生引导信标。这样的方式成本昂贵，需要若干独立的激光产生、控制、发射系统，系统复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种采用一台激光器形成多个导引星目标，特别可以应用到大型天文望远镜的多目标激光导星自适应光学校正中，具有结构简单，调试方便，成本低的阵列透镜式激光导星系统。
采用的技术方案是：
一种阵列透镜式激光导星系统，包括激光产生模块，激光光束调整模块，阵列透镜模块，激光发射模块。所述的激光产生模块产生所用激光束，其激光束进入激光光束调整模块，激光光束调整模块对激光束的直径和光强进行调整，光强均匀、直径适合的激光光束进入阵列透镜模块，在阵列透镜模块把激光成像为若干个激光光斑，再通过分光镜进入激光发射模块，激光发射模块将阵列透镜模块所产生的激光光斑发射到空中，并且在一定海拔上形成人造信标。
上述的激光产生模块，根据人造信标的形成方式不同，选择用于瑞利激光导星波长500nm的激光器，用于钠导星波长589nm的激光器。
上述的激光发射模块由半反半透分光镜、反射镜和望远镜主镜、望远镜次镜组成。发射光路通过半反半透分光镜，由反射镜反射进入望远镜次镜和望远镜主镜，望远镜次镜和望远镜主镜作为激光发射模块的一部分，将激光光斑投射到空中。
上述的阵列透镜模块把激光成像为若干个激光光斑，其激光光斑的成像位置作为物点，反射镜、望远镜主镜、望远镜次镜作为成像光学系统，在空中特定位置成像。
上述的激光发射模块可为天文望远镜的主镜、次镜，不需要额外系统。
上述的反射镜和半反半透分光镜在不改变望远镜成像的前提下，引入了激光光束，使之共用望远镜主镜、望远镜次镜，通过半反半透分光镜将成像与发射的激光光斑分离。
上述的激光光束调整模块，是根据沙克-哈德曼透镜阵列的大小调整激光光束的口径和均匀光强，以保证激光光束的成像质量。
上述的激光光束调整模块将调整激光光束通过沙克-哈德曼透镜形成多个子光斑，从而达到用一台激光器实现多个激光导星信标。
本发明原理：是通过沙克-哈德曼透镜阵列透镜与激光导星相结合，目的是利用激光通过沙克-哈德曼透镜的各个子孔径形成多个光点，通过望远镜的成像光路把这些激光光点逆成像到空中，使空中出现多个人造信标。从而通过一台激光器和一组沙克-哈德曼透镜外加辅助光路完成了多个激光导引星信标。
本发明的优势在于：
一、与分立激光器多激光导星系统相比，本发明所阐述的多激光导星系统造价低。由多台激光器加多个激光发射装置转变为一台激光器分路成像后加一个激光发射装置。
二、与分立激光器多激光导星系统相比，本发明采用与望远镜共用主镜、次镜的方式结构简单，容易实现。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的具体实施示意图。
具体实施方式
一种阵列透镜式激光导星系统，包括激光产生模块1，激光光束调整模块2，阵列透镜模块3，激光发射模块4。用于形成人造信标的激光，是由激光发射模块4产生的。根据人造信标的形成方式不同，激光模块有两种选择：其一，用于瑞利激光导星的激光器（一般选用波长500nm左右）；其二，用于钠导星的激光器（波长589nm）。所述的激光产生模块1产生所用激光束，其激光束进入激光光束调整模块2，将调整激光光束通过沙克-哈德曼透镜形成多个子光斑，从而达到用一台激光器实现多个激光导星信标。目的是根据沙克-哈德曼透镜阵列的大小调整激光光束的口径和均匀光强，以保证激光光束的成像质量，直径适合的激光光束进入阵列透镜模块3，在阵列透镜模块把激光成像为若干个激光光斑10，再通过分光镜进入激光发射模块4并且在一定海拔上形成人造信标位置9。所述激光发射模块4由半反半透分光镜5、反射镜6和望远镜主镜7、望远镜次镜8组成。发射光路通过半反半透分光镜5，由反射镜6反射进入望远镜次镜8和望远镜主镜7，望远镜次镜8和望远镜主镜7作为激光发射模块的一部分，将激光光斑10投射到空中（见图2）。所述激光发射模块可为天文望远镜的主镜、次镜，不需要额外系统。所述阵列透镜模块3把激光成像为若干个激光光斑10，其激光光斑的成像位置作为物点，反射镜6、望远镜主镜7、望远镜次镜8作为成像光学系统，在空中特定位置成像。通过反射镜和半反半透分光镜在不改变望远镜成像的前提下，引入了激光光束，使之共用望远镜主镜、望远镜次镜，通过半反半透分光镜将成像与发射的激光光斑分离。

Claims (8)

1.一种阵列透镜式激光导星系统，包括激光产生模块(1)，激光光束调整模块(2)，阵列透镜模块(3)，激光发射模块(4)，其特征在于所述的激光产生模块(1)产生所用激光束，其激光束进入激光光束调整模块(2)，激光光束调整模块(2)对激光束的直径和光强进行调整，光强均匀、直径适合的激光光束进入阵列透镜模块(3)，在阵列透镜模块(3)把激光成像为若干个激光光斑(10)，再通过分光镜进入激光发射模块(4)，激光发射模块(4)将阵列透镜模块所产生的激光光斑(10)发射到空中，并且在一定海拔上形成人造信标位置(9)。
2.根据权利要求1所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的激光产生模块(1)，根据人造信标的形成方式不同，选择用于瑞利激光导星波长500nm的激光器，用于钠导星波长589nm的激光器。
3.根据权利要求1所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的激光发射模块(4)由半反半透分光镜(5)、反射镜(6)和望远镜主镜(7)、望远镜次镜(8)组成，发射光路通过半反半透分光镜(5)，由反射镜(6)反射进入望远镜次镜(8)和望远镜主镜(7)，望远镜次镜和望远镜主镜作为激光发射模块的一部分，将激光光斑投射到空中。
4.根据权利要求1或3所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的阵列透镜模块(3)把激光成像为若干个激光光斑(10)，其激光光斑(10)的成像位置作为物点，反射镜(6)、望远镜主镜(7)、望远镜次镜(8)作为成像光学系统，在空中特定位置成像。
5.根据权利要求1所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的激光发射模块(4)可为天文望远镜的主镜、次镜，不需要额外系统。
6.根据权利要求3所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的反射镜(6)和半反半透分光镜(5)在不改变望远镜成像的前提下，引入了激光光束，使之共用望远镜主镜、望远镜次镜，通过半反半透分光镜将成像与发射的激光光斑分离。
7.根据权利要求1所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于所述的激光光束调整模块(2)，是根据沙克-哈德曼透镜阵列的大小调整激光光束的口径和均匀光强，以保证激光光束的成像质量。
8.根据权利要求1所述的一种阵列透镜式激光导星系统，其特征在于将由激光光束调整模块(2)调整后的激光光束通过阵列透镜模块(3)形成多个子光斑，从而达到用一台激光器实现多个激光导星信标。
CN201410543948.1A 2014-10-15 2014-10-15 一种阵列透镜式激光导星系统 Active CN104267493B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410543948.1A CN104267493B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种阵列透镜式激光导星系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410543948.1A CN104267493B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种阵列透镜式激光导星系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104267493A CN104267493A (zh) 2015-01-07
CN104267493B true CN104267493B (zh) 2016-08-24

Family

ID=52159028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410543948.1A Active CN104267493B (zh) 2014-10-15 2014-10-15 一种阵列透镜式激光导星系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104267493B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105223691B (zh) * 2015-11-02 2017-05-24 中国人民解放军国防科学技术大学 一种基于钠层结构化信标的自适应光学校正装置及方法
CN110488474A (zh) * 2019-09-24 2019-11-22 西安佐威光电科技有限公司 一种大口径双抛物面反射模块化平行光管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796761A (en) * 1996-09-11 1998-08-18 Trw Inc. High efficiency solid state raman laser system
CN101271176A (zh) * 2008-03-31 2008-09-24 中国科学院光电技术研究所 激光钠导星技术中的一种激光束光纤传输器件
CN103246065A (zh) * 2013-05-17 2013-08-14 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种实现激光束远距离精确聚焦的装置
CN103645561A (zh) * 2013-11-21 2014-03-19 中国人民解放军国防科学技术大学 多波长级联激发钠激光导星及自适应光学校正方法
WO2014152739A2 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 The Regents Of The University Of California Interferometric focusing of guide-stars for direct wavefront sensing

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704331B2 (en) * 2001-04-11 2004-03-09 The Regents Of The University Of California Synthetic guide star generation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796761A (en) * 1996-09-11 1998-08-18 Trw Inc. High efficiency solid state raman laser system
CN101271176A (zh) * 2008-03-31 2008-09-24 中国科学院光电技术研究所 激光钠导星技术中的一种激光束光纤传输器件
WO2014152739A2 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 The Regents Of The University Of California Interferometric focusing of guide-stars for direct wavefront sensing
CN103246065A (zh) * 2013-05-17 2013-08-14 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种实现激光束远距离精确聚焦的装置
CN103645561A (zh) * 2013-11-21 2014-03-19 中国人民解放军国防科学技术大学 多波长级联激发钠激光导星及自适应光学校正方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1_2m望远镜自适应光学系统中激光导引星聚焦非等晕性;周钰等;《强激光与粒子束》;20080430;第20卷(第4期);530-532 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104267493A (zh) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105607074B (zh) 一种基于脉冲激光的信标自适应光学系统
US10352522B2 (en) Illumination device for variable illumination
CN202720390U (zh) 一种阵列半导体激光器的光束整形结构
US7970040B1 (en) Apparatus for incoherent combining of high power lasers for long-range directed-energy applications
CN108181710B (zh) 一种复振幅调制的钠信标发射望远镜
JP2018503126A5 (zh)
CN110928124A (zh) 光源装置及投影系统
CN104728729A (zh) 照明装置
CN105511087A (zh) 基于复眼透镜的激光显示匀场整形装置
US10048576B2 (en) Laser light source and projection display device
WO2023213238A1 (zh) 光学整形模组、装置及激光雷达系统
WO2020094129A1 (zh) 激光雷达系统及激光雷达
CN104849843A (zh) 激光合成光学装置
CN104949013A (zh) 大光斑直径高均匀度发散式太阳模拟器光学系统
CN106383429A (zh) 一种光源颜色均匀性调整装置
CN105223691A (zh) 一种基于钠层结构化信标的自适应光学校正装置及方法
CN104267493B (zh) 一种阵列透镜式激光导星系统
CN104950452A (zh) 一种半导体激光器照明模组的光斑匀化装置
CN105866969B (zh) 一种基于光梯的提高激光远场光斑均匀性的方法
CN102854633A (zh) 一种用于多波段激光合束对准的装置
CN116165806A (zh) 光学整形模组、装置及激光雷达系统
CN102566318B (zh) 一种光束传输稳定装置
CN104393932B (zh) 一种量子通信地面站望远镜光轴实时修正方法
CN100456070C (zh) 多束激光凹面反射镜光纤耦合装置
CN104914448A (zh) 基于差分像运动法的距离分辨主动大气湍流激光雷达系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190211

Address after: Room C301-2, 1759 Mingxi Road, Gaoxinbei District, Changchun City, Jilin Province, 130000

Patentee after: Changchun Rui Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Address before: 110159 No. 6 Nanping Road, Hunnan New District, Shenyang, Liaoning

Patentee before: Shenyang Univ. of Science and Engineering