CN105680944B - 用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，包括：壳体，壳体上设有与弧形表面激光探测器相适配的弧形工作面，弧形工作面上设有N个收发视窗，其中N为大于或等于1的整数；入射光学模块，与收发视窗配合设置，用于将弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至光纤；出射光学模块，与收发视窗配合设置，用于将从光纤出射的出射激光进行耦合处理；光纤延时模块，包括开关单元和M条长度不同的光纤，开关单元用于选通不同长度的光纤以获得不同距离的光路，并将出射激光输出至弧形表面激光探测器，其中M为大于N的整数；该装置利用光纤长度差异来模拟激光回波的距离差异，有效提高了测试精度，且结构简单、使用方便、可维护性和可替换性高。

Description

用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置

技术领域

本发明涉及探测器测试技术领域，尤其涉及一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置。

背景技术

光路模拟装置往往被应用于激光探测器的测试，通过模拟不同距离的光路对激光探测器的性能进行考核。目前用于弧形表面激光探测器测试使用的光路模拟装置，一般采用多拼块环抱式的方式安装，同时利用延时控制电路控制延时时间来模拟不同距离的光路。这些方式存在安装与拆卸步骤繁琐，占用空间大，不同批次器件硬件延时存在差异，延时控制电路功能复杂等缺点，无法满足弧形表面激光探测器测试精度的需要，也为技术准备工作带来很大困扰。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

为解决上述问题，本发明提出一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，能够有效提高弧形表面激光探测器的测试精度、结构简单，使用方便。

一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，包括：

壳体，所述壳体上设有与弧形表面激光探测器相适配的弧形工作面，所述弧形工作面上设有N个收发视窗，其中N为大于或等于1的整数；

入射光学模块，与所述收发视窗配合设置，用于将所述弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至光纤；

出射光学模块，与所述收发视窗配合设置，用于将从光纤出射的出射激光进行耦合处理；

光纤延时模块，包括开关单元和M条长度不同的光纤，所述开关单元用于选通不同长度的光纤以获得不同距离的光路，并将出射激光输出至所述弧形表面激光探测器，其中M为大于N的整数。

本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，利用光纤长度差异来模拟激光回波的距离差异，有效提高了测试精度，且结构简单、使用方便、可维护性和可替换性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置一种实施例的结构示意图。

图2为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中光纤延时模块一种实施例的结构示意图。

图3为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中入射光学模块、出射光学模块以及开关单元一种实施例的结构示意图。

图4为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中入射光学模块的第二种结构示意图。

图5为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中出射光学模块的第二种结构示意图。

图6为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中控制部分的结构示意图。

图7为本发明提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置中壳体的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

参考图1，本实施例提供一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，包括：

壳体101，壳体101上设有与弧形表面激光探测器相适配的弧形工作面，弧形工作面上设有N个收发视窗102，其中N为大于或等于1的整数；

入射光学模块103，与收发视窗102配合设置，用于将弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至光纤；

出射光学模块104，与收发视窗102配合设置，用于将从光纤出射的出射激光进行耦合处理；

光纤延时模块105，参考图2，包括开关单元106和M条长度不同的光纤107，开关单元106用于选通不同长度的光纤以获得不同距离的光路，并将出射激光输出至所述弧形表面激光探测器，其中M为大于N的整数。

本实施例提供的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，利用内部光纤长度差异模拟激光回波信号的距离差异，提高测试精度，结构简单、使用方便、精度高、可维护性和可替换性高，满足弧形表面激光探测装置测试精度的需要，简化技术准备过程。

收发视窗102的数量根据实际需求设置，多个收发视窗可以满足多路激光的输入和输出。

进一步地，参考图7，弧形工作面上还设有用于固定弧形表面激光探测器的定位销108，定位销108与弧形表面激光探测器上的定位孔相适配。

弧形工作面与弧形表面激光探测器的外形相适配，使二者可以紧密贴合；定位销108与弧形表面激光探测器对应位置的定位孔配套，保证光路模拟装置的收发视窗和弧形表面激光探测器之间快速精确定位。

此外，作为一种优选的实施方式，壳体101上还设置有输入按钮109和状态指示灯110等。

进一步地，参考图3，入射光学模块103包括与M条光纤107对应的M个输入准直器111，输入准直器111用于将弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至对应的光纤。

出射光学模块104包括与M条光纤107对应的M个输出准直器112，输出准直器112用于将对应光纤出射的出射激光进行耦合处理。

进一步地，作为一种优选的实施方式，参考图4和图5，M个输入准直器111呈扇形排列，M个输出准直器112呈扇形排列。

参考图3，开关单元106包括N个第一轴向光纤准直器113以及分别与各个第一轴向光纤准直器113连接的N个第一步进电机114，第一步进电机114用于带动第一轴向光纤准直器113对准相应的输入准直器111以选通相应的光纤获得相应距离的光路。

进一步地，开关单元106还包括N个第二轴向光纤准直器115以及分别与各个第二轴向光纤准直器115连接的N个第二步进电机116，第二步进电机116用于带动所述第二轴向光纤准直器116对准相应的输出准直器112以将出射激光进行准直处理后输入至弧形表面激光探测器。

进一步地，光路模拟装置还包括N个光纤控制电路117，各个光纤控制电路117分别对应连接一个第一步进电机114和一个第二步进电机116，用于控制第一步进电机114和第二步进电机转动116。

进一步地，参考图6，光路模拟装置还包括微处理器118，N个光纤控制电路117与微处理器118连接，微处理器118用于根据用户请求生成控制信号并发送给光纤控制电路117，光纤控制电路117根据该控制信号控制第一步进电机114和第二步进电机116转动。

用户通过输入按钮109输入用户请求，微处理器118根据该用户请求生成控制信号，并将该控制信号发送给相应的光纤控制电路117，相应的光纤控制电路117控制相应的第一步进电机114和第二步进电机116转动，以控制相应的第一轴向光纤准直器113对准相应的输入准直器111以选通相应的光纤获得相应距离的光路，入射激光通过相应的第一轴向光纤准直器113输入至相应的输入准直器进入相应的光纤，第二步进电机116根据该控制信号控制相应的第二轴向光纤准直器116对准相应的输出准直器112以将出射激光进行准直处理后输入至弧形表面激光探测器。

通过设置多个收发视窗以及相应的多个第一轴向光纤准直器、多个第二轴向光纤准直器、多个第一步进电机、多个第二步进电机，可以同时对多路激光进行测试。

激光光波在光纤中以速度v传播的时候，延时的长短正比于光纤的长度L，那么特定长度L的光纤产生的时延△t可以表示为：

△t＝L/λ＝L×n/c (1)

其中，n为波长为λ的激光光波在光纤中的折射率，c为激光光波在自由空间中的传播速度。

由表达式(1)可以看出，对同一种传输介质而言，延迟时间的长短△t是与光纤长度L成正比例的。只要选择合适的光纤长度，就能用光纤来模拟空气中的延时时间。

由于激光光波在自由空间L空中通过的时间△t可以表示为：

△t＝L空/c (2)

因此由(1)、(2)式可得出与激光光波在自由空间经过长度L空时的传输时间相等的光纤长度L为：

L＝L空/n (3)

本实施例还提供一种光路模拟装置的应用场景：

首先将光路模拟装置安装在支架和小型升降推车上，并对准弧形表面激光探测装置。

操作小型升降推车，抬高光路模拟装置，并调节小型升降推车位置，使光路模拟装置上方的弧形工作面的上边缘超过激光探测装置下边缘，此时弧形表面激光探测器位于弧形工作面内。如果激光探测装置可以直接安置在光路模拟装置上，则此步骤可以跳过。

根据光路模拟装置定位销和弧形表面激光探测器上定位孔的位置，微调小型升降推车的位置，使定位销与定位孔基本对应，操作小型升降推车抬高光路模拟装置，使光路模拟装置的弧形工作面与激光探测器的弧形表面紧密贴合。

尝试将定位销插入定位孔，如果4个定位销均可插入定位孔，则定位准确，完成测试准备工作。否则操作小型升降推车降低光路模拟装置，根据未对准定位销的位置调节小型升降推车的位置，重新进行对准，直到4个定位销均可插入定位孔。

准备工作完成后，用户通过输入按钮输入用户请求，光路模拟装置根据该用户请求完成测试。

本发明的有益效果为：

提高了某弧形表面激光探测装置测试精度，简化了测试技术准备过程；结构简单可靠、使用方便、精度高，满足了某型弧形表面激光探测器测试过程中的精度要求，具有广阔的应用前景及较高的推广价值。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (6)

1.一种用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设有与弧形表面激光探测器相适配的弧形工作面，使二者可以紧密贴合，所述弧形工作面上设有N个收发视窗，其中N为大于或等于1的整数；

入射光学模块，与所述收发视窗配合设置，用于将所述弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至光纤；

出射光学模块，与所述收发视窗配合设置，用于将从光纤出射的出射激光进行耦合处理；

光纤延时模块，包括开关单元和M条长度不同的光纤，所述开关单元用于选通不同长度的光纤以获得不同距离的光路，并将出射激光输出至所述弧形表面激光探测器，其中M为大于N的整数；

其中，

所述入射光学模块包括与所述M条光纤对应的M个输入准直器，所述输入准直器用于将弧形表面激光探测器的入射激光耦合输入至对应的光纤；

所述出射光学模块包括与所述M条光纤对应的M个输出准直器，所述输出准直器用于将对应光纤出射的出射激光进行耦合处理；

所述M个输入准直器呈扇形排列；和/或，

所述M个输出准直器呈扇形排列；

所述弧形工作面上还设有用于固定所述弧形表面激光探测器的定位销，所述定位销与弧形表面激光探测器上的定位孔相适配；

此外，所述光路模拟装置的应用场景包括：首先将光路模拟装置安装在支架和小型升降推车上，并对准弧形表面激光探测装置，

根据光路模拟装置定位销和弧形表面激光探测器上定位孔的位置，微调小型升降推车的位置，使定位销与定位孔基本对应，操作小型升降推车抬高光路模拟装置，使光路模拟装置的弧形工作面与激光探测器的弧形表面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，所述开关单元包括N个第一轴向光纤准直器以及分别与各个第一轴向光纤准直器连接的N个第一步进电机，所述第一步进电机用于带动所述第一轴向光纤准直器对准相应的输入准直器以选通相应的光纤获得相应距离的光路。

3.根据权利要求2所述的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，所述开关单元还包括N个第二轴向光纤准直器以及分别与各个第二轴向光纤准直器连接的N个第二步进电机，所述第二步进电机用于带动所述第二轴向光纤准直器对准相应的输出准直器以将出射激光进行准直处理后输入至所述弧形表面激光探测器。

4.根据权利要求3所述的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，所述光路模拟装置还包括N个光纤控制电路，各个光纤控制电路分别对应连接一个第一步进电机和一个第二步进电机，用于控制所述第一步进电机和第二步进电机转动。

5.根据权利要求4所述的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，所述光路模拟装置还包括微处理器，所述N个光纤控制电路与所述微处理器连接，所述微处理器用于根据用户请求生成控制信号并发送给所述光纤控制电路，所述光纤控制电路根据所述控制信号控制所述第一步进电机和第二步进电机转动。

6.根据权利要求1所述的用于弧形表面激光探测器测试的光路模拟装置，其特征在于，所述壳体上还设置有输入按钮和状态指示灯。