CN108594398B - 反射镜阵列及激光阵列输出光轴平行性建立系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反射镜阵列及激光阵列输出光轴平行性建立系统及方法，激光阵列输出光轴平行性建立系统中包括反射镜阵列及至少两个自准直光管，是基于基准转移的思路，利用至少两个自准直光管将平面反射镜阵列中各平面反射镜的法线调整平行后将该平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准。解决了大口径平面反射镜代价高难以实施的问题。其中自准直仪作为一常规光学仪器，能够方便的快捷的和平面发射镜自准，而水平基准采用光学仪器中常用的水泡，具有简单、稳定、能够重复的优点。

Description

反射镜阵列及激光阵列输出光轴平行性建立系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于激光阵列输出光轴平行性建立的平面反射镜阵列及激光阵列输出光轴平行性建立的系统及方法。

背景技术

在高能量及高功率激光系统中，常常需要将激光平行阵列化输出以增加输出能量或进行激光合束等，激光阵列输出光轴的平行性是其一项关键指标，将影响阵列的合成效果，因此激光阵列输出光轴的平行性必须进行控制，通常情况下可采用大口径平面反射镜自准直的方法来进行光轴平行性建立，但在大口径激光输出系统中，例如ICF激光装置中，其单束输出激光口径在半米量级，一般采用4×2激光阵列形式，考虑到阵列结构间隔，建立4×2激光阵列光轴的平行性需要的平面反射镜的尺寸将达2m以上，其代价昂贵且难以实施。

发明内容

本发明的目的是基于基准转移的思路，提供一种采用小口径平面反射镜阵列建立激光阵列输出光轴平行性的方法，解决大口径平面反射镜代价高难以实施的问题。

本发明的技术解决方案是提供用于激光阵列输出光轴平行性建立的平面反射镜阵列，其特征在于：包括m×n的平面反射镜阵列(其中每个平面反射镜为小口径平面反射镜，此处小口径是相对于背景技术中提到的大口径来说，其口径较小)，每个平面反射镜固定在安装支架上，上述安装支架能够实现方位俯仰调节，m×n个安装支架固定在底座上。

本发明还提供一种激光阵列输出光轴平行性建立系统，其特殊之处在于：包括上述的平面反射镜阵列及至少两个自准直光管，上述至少两个自准直光管用于调整平面反射镜阵列中各平面反射镜的法线平行，上述平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准。

本发明还提供一种利用上述平面反射镜阵列的激光阵列输出光轴平行性建立方法，包括以下步骤：

步骤一：将第一自准直光管与第二自准直光管固定在基座上，该基座上配有高精度的方位俯仰水平基准，采用“光轴水平基准建立方法”(201510953276.6)将自准直光管光轴建立在水平基准上，如此可采用水平基准标记自准直光管光轴；

步骤二：调整第一自准直光管与第二自准直光管同时瞄准上述平面反射镜阵列中的任意一个平面反射镜，记为第一平面反射镜，将第一平面反射镜作为标准平面，调整标准平面姿态，使第一自准直光管、第二自准直光管均与标准平面处于自准直状态，记录此时第一自准直光管与第二自准直光管的水平基准刻度值，并对第一平面反射镜的法线指向进行记录，然后固定该平面反射镜，作为平面反射镜阵列光轴传递的基准；

步骤三：第一自准直光管继续监视第一平面反射镜，移开第二自准直光管，瞄准剩余平面反射镜中的一个平面反射镜，记为第二平面反射镜，将第二自准直光管的水平基准调整至步骤二记录的刻度值，然后调整第二平面反射镜，使得第二平面反射镜与第二自准直光管自准，固定第二平面反射镜；

步骤四：重复步骤三的过程，第二自准直光管依次瞄准剩余平面反射镜，完成平面反射镜阵列中剩余平面反射镜的调整；

步骤五：将调整好的平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准，采用自准的方法将激光阵列输出光轴调整至彼此平行。

优选的，水平基准为水泡。

本发明的有益效果是：

本发明采用高精度自准仪+水平基准转移的方法调整小口径平面反射镜阵列中的各个平面反射镜法线互相平行，利用调整好的平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准，采用自准的方法将激光阵列输出光轴调整至彼此平行。其中自准直仪作为一常规光学仪器，能够方便的快捷的和平面发射镜自准，而水平基准采用光学仪器中常用的水泡，具有简单、稳定、能够重复的优点。

附图说明

图1为本发明一个实施例小口径平面反射镜阵列示意图；

图2为本发明系统示意图；

图中附图标记为：1-第一自准直光管，2-第二自准直光管，3-平面反射镜。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

从图1可以看出，实施例中小口径平面反射镜阵列为4×2，每个平面反射镜固定在能够实现方位俯仰调节的安装支架(如方位、俯仰可调镜架)上，所有的安装支架固定在同一个底座上。

如果该平面反射镜阵列法线彼此平行，则该平面反射镜阵列可以作为激光阵列输出光轴校准的基准，采用自准的方法可将激光阵列输出光轴调整至彼此平行。

从图2可以看出，本实施例采用第一自准直光管1与第二自准直光管2调整平面反射镜阵列中各平面反射镜3的法线平行。

具体，通过下述过程实现：

1)、将第一自准直光管与第二自准直光管固定在基座上，该基座上配有高精度的方位俯仰水平基准(水泡)，采用“光轴水平基准建立方法”(201510953276.6)将自准直光管光轴建立在水平基准上，如此可采用水平基准标记光轴；

2)调整第一自准直光管与第二自准直光管同时瞄准平面反射镜阵列中的平面反射镜N1(或任意一个)，调整平面反射镜N1的姿态，使第一自准直光管、第二自准直光管均与平面反射镜N1处于自准直状态，记录此时第一自准直光管与第二自准直光管的水平基准刻度值，并对平面反射镜N1的法线指向进行记录，然后固定平面反射镜N1，作为平面反射镜阵列光轴传递的基准；

3)第一自准直光管继续监视平面反射镜N1，移开第二自准直光管，瞄准平面反射镜N2，将第二自准直光管的水平基准调整至步骤2)记录的刻度值，然后调整平面反射镜N2的姿态，使得平面反射镜N2与第二自准直光管自准，固定平面反射镜N2反射镜；

4)、以此类推，重复步骤三的过程，第二自准直光管依次瞄准剩余反射镜，完成阵列剩余反射镜的调整。

通过上述过程可将平面反射镜阵列指向与水平基准调整至一致，且N1是平面反射镜阵列光轴的相对基准；调整后的平面反射镜阵列可以作为激光阵列光轴平行性校准的基准；

整个过程的母源基准为水平基准，简单可重复，其精度决定于水泡的长度，而平面反射镜阵列光轴平行性的精度决定于每次自准时水泡的重复精度及自准精度，通过采用长水泡、高精度自准仪，平面反射镜阵列光轴整体平行性建立可达角秒量级。

Claims (2)

1.一种基于激光阵列输出光轴平行性建立系统的激光阵列输出光轴平行性建立方法，所述激光阵列输出光轴平行性建立系统，包括平面反射镜阵列及至少两个自准直光管，所述平面反射镜阵列包括m×n的平面反射镜阵列，每个平面反射镜固定在安装支架上，所述安装支架能够实现方位俯仰调节，m×n个安装支架固定在底座上所述至少两个自准直光管用于调整平面反射镜阵列中各平面反射镜的法线平行，所述平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将第一自准直光管与第二自准直光管固定在基座上，该基座上配有方位俯仰水平基准，采用“光轴水平基准建立方法”将自准直光管光轴建立在水平基准上；

步骤二：调整第一自准直光管与第二自准直光管同时瞄准所述的平面反射镜阵列中的任意一个平面反射镜，记为第一平面反射镜，将第一平面反射镜作为标准平面，调整标准平面姿态，使第一自准直光管、第二自准直光管均与标准平面处于自准直状态，记录此时第一自准直光管与第二自准直光管的水平基准刻度值，并对第一平面反射镜的法线指向进行记录，然后固定第一平面反射镜，作为平面反射镜阵列光轴传递的基准；

步骤三：第一自准直光管继续监视第一平面反射镜，移开第二自准直光管，瞄准剩余平面反射镜中的一个平面反射镜，记为第二平面反射镜，将第二自准直光管的水平基准调整至步骤二记录的刻度值，然后调整第二平面反射镜，使得第二平面反射镜与第二自准直光管自准，固定第二平面反射镜；

步骤四：重复步骤三的过程，第二自准直光管依次瞄准剩余平面反射镜，完成平面反射镜阵列中剩余平面反射镜的调整；

步骤五：将调整好的平面反射镜阵列作为激光阵列输出光轴校准的基准，采用自准的方法将激光阵列输出光轴调整至彼此平行。

2.根据权利要求1所述的激光阵列输出光轴平行性建立方法，其特征在于水平基准为水泡。

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