CN110459948B - 一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法,属于固体激光器激光腔调节领域。设置双光路分先后对准具有不同屈光特性的凹面和平面腔镜;在凹面腔镜对准光路中设置会聚点与凹面腔镜球心重合的正光焦度镜组;针对不同曲率半径R的凹面腔镜,调整正光焦度镜组焦距以及正光焦度镜组与凹面腔镜的间距,只要使得正光焦度镜组会聚点与凹面腔镜球心重合即可使凹面腔镜对准光路产生的折返光与平面腔镜对准光路产生的折返光一样最终在相应的对准平面上产生相应的对准标记物的清晰像,该清晰像与对准面中心对准精度高;不会因为激光腔的凹面腔镜半径不同而下降。凹面、平面腔镜先后均能实现高精度对准,从而实现谐振腔的高精度对准。
Description
技术领域
本发明涉及固体激光器激光腔调节的技术领域,特别是涉及一种高精度平凹激光腔双光路对准装置及方法。
背景技术
固体激光器在民用、军事、加工、医疗和科学研究领域有着广泛用途。它常用于舞台灯光、测距、相干测量、打孔、切割和焊接、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术等方面。固体激光技术在我国发展极为迅速,尤其在中小功率固体激光技术上,产业化道路已很成熟。但产线上固体激光器的制作流程大多依然遵循传统的单线模式,有严格的先后流程。通常在启动泵浦源的基础上再通过人工调试谐振腔。谐振腔的对准技术能在泵浦源缺位的情况下对准谐振腔,实现腔体模块与泵浦源模块分离。固体激光器的模块化设计能优化其产线组织形式,提高生产效率。同时,也能提高产品的互换性。
平凹谐振腔是固体激光器中常用的基本腔型。由于平面腔镜和凹面腔镜具有不同的屈光特征,对于同一对准光,经凹面和平面腔镜反射后,经过一定的传输距离,会产生大小不一的对准斑,使得谐振腔整体对准精度下降。光学精密工程第14卷第5期提供了“一种基于高斯光束的平凹激光腔对准方法”,通过在准直的高斯光束后加一透镜系统,调整准直高斯光束到一种非准直的状态,使由凹面腔镜和平面腔镜反射回来的光斑直径大小相仿,从而易于实现对准。
该现有技术在凹面腔镜曲率半径R=50mm,平凹腔到对准屏间距L=889mm时,基于优选的对准光路在对准屏上获得了来自于平、凹腔镜的直径分别为5.1mm、4.8mm的两个对准斑。设定两光斑与对准屏中心标记的对准误差δ=0.8mm,获得了3.18′的腔镜对准精度。
该方法实质是牺牲了平面腔镜的对准精度来平衡两腔镜对准精度。可以预见,随着凹面腔镜曲率半径的减小,由于平、凹腔镜的屈光差异进一步增大,其平衡的难度会增大,对准精度会恶化。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,包括凹面腔镜对准装置、平面腔镜对准装置、立方分光棱镜三和连接体;
所述凹面腔镜对准装置和所述平面腔镜对准装置通过所述立方分光棱镜三正交耦合;所述凹面腔镜对准装置、所述平面腔镜对准装置和所述立方分光棱镜三通过所述连接体固定连接;
所述凹面腔镜对准装置包括:光源一;对准标记物一、立方分光棱镜一、挡光屏一和正光焦度镜组依次设置在所述光源一的光路上,所述立方分光棱镜一将光路转折90°,所述挡光屏一和所述正光焦度镜组依次设置在转折90°后的光路上;对准终端一相对所述正光焦度镜组在所述立方分光棱镜一另一侧,用于接收由所述正光焦度镜组产生的所述对准标记物一的像;
所述平面腔镜对准装置包括:光源二;对准标记物二、立方分光棱镜二、挡光屏二和准直物镜依次设置在所述光源二的光路上,所述立方分光棱镜二将光路转折90°,所述挡光屏二和准直物镜依次设置在转折90°后的光路上;对准终端二相对所述准直物镜在所述立方分光棱镜二另一侧,用于接收由所述准直物镜产生的所述对准标记物二的像。
优选地,所述光源一为光谱处于凹面腔镜和平面腔镜反射带谱段内且与所述对准终端一灵敏谱段匹配的LED光源;所述光源二为光谱处于所述凹面腔镜和所述平面腔镜反射带谱段内且与所述对准终端二灵敏谱段匹配的LED光源。
优选地,所述对准标记物一和所述对准标记物二为中央刻有十字形缝隙的透光屏。
优选地,所述立方分光棱镜一、所述立方分光棱镜二和所述立方分光棱镜三对所述光源一和所述光源二的波长半反半透分光。
优选地,所述正光焦度镜组和准直物镜为单片正透镜。
优选地,所述对准终端一为如下三种形式之一:
1】所述对准终端一包括对准平面一和目镜组,用于接收所述对准标记物一像的所述对准面一为处于所述目镜组焦面处的分划板平面,所述目镜组将所述对准平面一上的所述对准标记物一像进行放大供人眼观看;
2】所述对准终端一包括所述对准平面一、视频数据线、摄像头和监视器,用于接收所述对准标记物一像的所述对准平面一为安装在所述摄像头内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头和所述监视器通过所述视频数据线相连;所述监视器将所述对准平面一上的所述对准标记物一像进行放大显示;
3】所述对准终端一包括所述对准平面一、视频数据线、所述摄像头和计算机,用于接收所述对准标记物一像的所述对准平面一为安装在所述摄像头内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头和所述计算机通过所述视频数据线相连,所述计算机将所述对准平面一上的所述对准标记物一像进行放大显示。
优选地,所述对准终端二为如下三种形式之一:
1】所述对准终端二包括对准平面二和所述目镜组,用于接收所述对准标记物二像的所述对准平面二为处于所述目镜组焦面处的分划板平面,所述目镜组将所述对准平面二上的所述对准标记物二像进行放大供人眼观看;
2】所述对准终端二包括所述对准平面二、视频数据线、所述摄像头和所述监视器,用于接收所述对准标记物二像的所述对准平面二为安装在所述摄像头内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头和所述监视器通过所述视频数据线相连,所述监视器将所述对准平面二上的所述对准标记物二像进行放大显示;
3】所述对准终端二包括所述对准平面二、视频数据线、所述摄像头和所述计算机,用于接收所述对准标记物二像的所述对准平面二为安装在所述摄像头内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头和所述计算机通过所述视频数据线相连,所述计算机将所述对准平面二上的所述对准标记物二像进行放大显示。
优选地,所述对准平面一或所述对准平面二在同光路光轴交点处设置有中心对准标记。
一种高精度平凹激光腔双光路对准装置的对准方法,其特征在于,包括如下步骤:
1】点亮所述光源一:使用所述光源一照明所述对准标记物一,由所述对准标记物一发出的光经所述立方分光棱镜一转折,再经所述正光焦度镜组后会聚出射,再经所述立方分光棱镜三转折后形成会聚的对准光束;
2】点亮所述光源二:使用所述光源二照明所述对准标记物二,由所述对准标记物二发出的光经所述立方分光棱镜二转折、再经所述准直物镜和所述立方分光棱镜三后形成平行的对准光束;
3】安装谐振腔定位装置:将与待对准平凹谐振腔其它参数一样,仅所述平面腔镜对所述光源二波长反射率减半的标准平凹谐振腔模块安装在所述谐振腔定位装置上,反复调校所述谐振腔定位装置相对对准装置位置,使得凹面腔镜球心与所述正光焦度镜组的会聚点重合,使得由所述凹面腔镜和所述平面腔镜在所述对准平面一和所述对准平面二上生成的所述对准标记物一和所述对准标记物二的像均与其中心标记重合,固定所述谐振腔定位装置相对对准装置位置,卸下标准平凹谐振腔;
4】安装待对准平凹谐振腔支架:将谐振腔连接件连带固定在其上的凹面腔镜调节装置和平面腔镜调节装置安装在所述谐振腔定位装置上;
5】所述挡光屏二挡光:将所述挡光屏二插入所述平面腔镜对准装置进行挡光;
6】安装所述凹面腔镜:将所述凹面腔镜以腔镜面朝向所述立方分光棱镜三的方式中心垂直于对准光路安装在所述凹面腔镜调节装置上,使所述凹面腔镜球心与所述正光焦度镜组的会聚点重合;
7】调试所述凹面腔镜:经所述凹面腔镜反射的对准光通过所述立方分光棱镜三转折、再经所述正光焦度镜组、所述立方分光棱镜一透射后在所述对准终端一内的所述对准平面一上形成所述对准标记物一的像,该像与所述对准平面一中心标记的间距被所述目镜组、所述监视器或所述计算机放大,调节所述凹面腔镜调节装置,使得所述对准标记物一的像与所述对准平面一中心标记重合;
8】所述挡光屏一挡光:将所述挡光屏一插入所述凹面腔镜对准装置进行挡光;
9】取消所述挡光屏二挡光:将所述挡光屏二拔出所述平面腔镜对准装置取消挡光;
10】安装所述平面腔镜:将所述平面腔镜以腔镜面背对所述立方分光棱镜三的方式中心垂直于对准光路安装在所述平面腔镜调节装置上;
11】调试所述平面腔镜:经所述平面腔镜反射的对准光通过所述立方分光棱镜三、所述准直物镜会聚、再经所述立方分光棱镜二后在所述对准终端二内的所述对准平面二上形成所述对准标记物二的像,该像与所述对准平面二中心标记的间距被所述目镜组、所述监视器或所述计算机放大,调节所述平面腔镜调节装置,使得所述对准标记物二的像与所述对准平面二中心标记重合;
12】取消所述挡光屏一挡光:将所述挡光屏一拔出所述凹面腔镜对准装置取消挡光;
13】形成标准谐振腔模块:所述谐振腔连接件连带固定在其上的所述凹面腔镜调节装置、所述平面腔镜调节装置、所述凹面腔镜和所述平面腔镜形成标准谐振腔模块,从所述谐振腔定位装置中取下该标准谐振腔模块;
14】批量对准:反复重复步骤4】-13】,形成更多的标准谐振腔模块。
与现有技术相比,本发明具有的优点:
1】拥有更高的对准精度。针对凹面腔镜和平面腔镜具有不同的屈光特征,本发明双光路先后对凹面及平面腔镜进行对准,在凹面腔镜对准装置中引入聚光点与凹面腔镜球心重合的正光焦度镜组,不影响平面腔镜对准的平行光光路。使得凹面腔镜对准光路产生折返光最终在对准平面一上产生对准标记物一的清晰像,该清晰像与对准面中心间距被对准终端放大后可实现高精度对准。
设对准标记像与对准面中心的对准误差为δ,对于平面腔镜,其对准误差为δ/(2F′)rad,其中F′为准直物镜焦距;对于凹面腔镜,其对准误差为δ/(2L′)rad,其中L′为正光焦度镜像方截距。
针对对准终端的3种形式,对准精度计算过程如下:
第一种形式为目视对准终端,对准终端的对准面即为目镜组焦面处的分划板,分划板上的中心标记以及对准标记像经过目镜放大后供人眼观看。人眼的极限分辨角约为1′,如果使用目镜的倍数为10倍,那么通过目镜放大后,人眼的分辨角能到达6″,即在明视距离250mm处恰好能分辨间隔约0.0073mm的两个点,此即为对准误差,如果取F′=L′=300mm,则单一腔镜对准精度可达2.5″,谐振腔的对准精度为单一腔镜的两倍,即5″。
第二种形式为摄像头-监视器对准终端。对准终端的对准面即为摄像头的摄像元件CCD或是CMOS成像器件,通过数据线将电视信号传送给监视器。极限分辨率约为1′的人眼刚好能分辨明视距离处的监视器屏幕上间距0.073mm的两个点,设显示器屏幕尺寸对摄像元件放大了20倍,则人眼刚好能分辨对准平面上间隔0.00365mm的两个点,此即为对准误差,如果取F’=L′=300mm,则单一腔镜对准精度可达1.25″,谐振腔的对准精度为单一腔镜的两倍,即2.5″。
第三种形式为摄像头-数据采集卡-计算机对准终端。对准终端的对准面即为摄像头的摄像元件CCD或是CMOS成像器件,通过图像采集卡将模拟视频信号传送给计算机。该形式的单一腔镜对准精度和第二种形式相仿。如果取F′=L′=300mm,则谐振腔的对准精度为2.5″。
相较现有技术单面腔镜3.18′的对准精度,该发明的对准精度提高了几十倍。随着F′的增大,对准优势会进一步增加。
2】对不同凹面半径的平凹谐振腔对准精度稳定,不下降。
现有技术通过破坏高斯光束准直性,牺牲平面镜的对准精度来平衡凹面镜的对准精度。当平、凹面腔镜屈光特性差异增大,即凹面腔镜半径减小,平衡难度会增大,激光腔对准精度会下降。
本发明装置及方法采用双光路先后对凹面及平面腔镜进行对准,不影响平面腔镜对准的平行光光路。针对不同曲率半径R的凹面腔镜,调整正光焦度镜组焦距f′以及正光焦度镜组与凹面腔镜的间距d,只要使得正光焦度镜组会聚点与凹面腔镜球心重合即可使凹面腔镜对准光路产生折返光最终在对准平面一上产生对准标记物一的清晰像,该清晰像与对准面中心对准精度高。不会因为激光腔的凹面腔镜半径不同而下降。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的对准终端三种形式示意图。
图3是本发明工作原理图。
附图标记说明:1、凹面腔镜对准装置,2、平面腔镜对准装置,3、光源一,4、对准标记物一,5、立方分光棱镜一,6、正光焦度镜组,7、光源二,8、对准标记物二,9、立方分光棱镜二,10、准直物镜,11、立方分光棱镜三,12、对准终端一,13、对准平面一,14、对准终端二,15、对准平面二,16、目镜组,17、视频数据线,18、摄像头,19、监视器,20、计算机,21、凹面腔镜,22、平面腔镜,23,凹面腔镜调节装置,24、平面腔镜调节装置,25、谐振腔模块,26、谐振腔定位装置,27、凹面腔镜球心,28、挡光屏一,29、挡光屏二,30、连接体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1、图2、图3,一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,包括凹面腔镜对准装置1、平面腔镜对准装置2、立方分光棱镜三11和连接体30;
所述凹面腔镜对准装置1和所述平面腔镜对准装置2通过所述立方分光棱镜三11正交耦合;所述凹面腔镜对准装置1、所述平面腔镜对准装置2和所述立方分光棱镜三11通过所述连接体30固定连接;
所述凹面腔镜对准装置1包括:光源一3;对准标记物一4、立方分光棱镜一5、挡光屏一28和正光焦度镜组6依次设置在所述光源一3的光路上,所述立方分光棱镜一5将光路转折90°,所述挡光屏一28和所述正光焦度镜组6依次设置在转折90°后的光路上;对准终端一12相对所述正光焦度镜组6在所述立方分光棱镜一5另一侧,用于接收由所述正光焦度镜组6产生的所述对准标记物一的像;
所述平面腔镜对准装置2包括:光源二7;对准标记物二8、立方分光棱镜二9、挡光屏二29和准直物镜10依次设置在所述光源二7的光路上,所述立方分光棱镜二9将光路转折90°,所述挡光屏二29和准直物镜10依次设置在转折90°后的光路上;对准终端二14相对所述准直物镜10在所述立方分光棱镜二9另一侧,用于接收由所述准直物镜10产生的所述对准标记物二的像。
优选地,所述光源一3为光谱处于凹面腔镜21和平面腔镜22反射带谱段内且与所述对准终端一12灵敏谱段匹配的LED光源;所述光源二7为光谱处于所述凹面腔镜21和所述平面腔镜22反射带谱段内且与所述对准终端二14灵敏谱段匹配的LED光源。
优选地,所述对准标记物一4和所述对准标记物二8为中央刻有十字形缝隙的透光屏。
优选地,所述立方分光棱镜一5、所述立方分光棱镜二9和所述立方分光棱镜三对所述光源一3和所述光源二7的波长半反半透分光。
优选地,所述正光焦度镜组6和准直物镜10为单片正透镜。
优选地,所述对准终端一12为如下三种形式之一:
1】所述对准终端一12包括对准平面一13和目镜组16,用于接收所述对准标记物一4像的所述对准面一13为处于所述目镜组16焦面处的分划板平面,所述目镜组16将所述对准平面一13上的所述对准标记物一4像进行放大供人眼观看;
2】所述对准终端一12包括所述对准平面一13、视频数据线17、摄像头18和监视器19,用于接收所述对准标记物一4像的所述对准平面一13为安装在所述摄像头18内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头18和所述监视器19通过所述视频数据线17相连;所述监视器19将所述对准平面一13上的所述对准标记物一4像进行放大显示;
3】所述对准终端一12包括所述对准平面一13、视频数据线17、所述摄像头18和计算机20,用于接收所述对准标记物一4像的所述对准平面一13为安装在所述摄像头18内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头18和所述计算机20通过所述视频数据线17相连,所述计算机20将所述对准平面一13上的所述对准标记物一4像进行放大显示。
优选地,所述对准终端二14为如下三种形式之一:
1】所述对准终端二14包括对准平面二15和所述目镜组16,用于接收所述对准标记物二8像的所述对准平面二15为处于所述目镜组16焦面处的分划板平面,所述目镜组16将所述对准平面二15上的所述对准标记物二8像进行放大供人眼观看;
2】所述对准终端二14包括所述对准平面二15、视频数据线17、所述摄像头18和所述监视器19,用于接收所述对准标记物二8像的所述对准平面二15为安装在所述摄像头18内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头18和所述监视器19通过所述视频数据线17相连,所述监视器19将所述对准平面二15上的所述对准标记物二8像进行放大显示;
3】所述对准终端二14包括所述对准平面二15、视频数据线17、所述摄像头18和所述计算机20,用于接收所述对准标记物二8像的所述对准平面二15为安装在所述摄像头18内的电荷耦合器件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS成像器件,所述摄像头18和所述计算机20通过所述视频数据线17相连,所述计算机20将所述对准平面二15上的所述对准标记物二8像进行放大显示。
优选地,所述对准平面一13或所述对准平面二15在同光路光轴交点处设置有中心对准标记。
一种高精度平凹激光腔双光路对准装置的对准方法,其特征在于,包括如下步骤:
1】点亮所述光源一3:使用所述光源一3照明所述对准标记物一4,由所述对准标记物一4发出的光经所述立方分光棱镜一5转折,再经所述正光焦度镜组6后会聚出射,再经所述立方分光棱镜三11转折后形成会聚的对准光束;
2】点亮所述光源二7:使用所述光源二7照明所述对准标记物二8,由所述对准标记物二8发出的光经所述立方分光棱镜二9转折、再经所述准直物镜10和所述立方分光棱镜三11后形成平行的对准光束;
3】安装谐振腔定位装置26:将与待对准平凹谐振腔其它参数一样,仅所述平面腔镜22对所述光源二7波长反射率减半的标准平凹谐振腔模块安装在所述谐振腔定位装置26上,反复调校所述谐振腔定位装置26相对对准装置位置,使得凹面腔镜球心27与所述正光焦度镜组6的会聚点重合,使得由所述凹面腔镜21和所述平面腔镜22在所述对准平面一13和所述对准平面二15上生成的所述对准标记物一4和所述对准标记物二8的像均与其中心标记重合,固定所述谐振腔定位装置26相对对准装置位置,卸下标准平凹谐振腔;
4】安装待对准平凹谐振腔支架:将谐振腔连接件25连带固定在其上的凹面腔镜调节装置23和平面腔镜调节装置24安装在所述谐振腔定位装置26上;
5】所述挡光屏二29挡光:将所述挡光屏二29插入所述平面腔镜对准装置2进行挡光;
6】安装所述凹面腔镜21:将所述凹面腔镜21以腔镜面朝向所述立方分光棱镜三11的方式中心垂直于对准光路安装在所述凹面腔镜调节装置23上,使所述凹面腔镜球心27与所述正光焦度镜组6的会聚点重合;
7】调试所述凹面腔镜21:经所述凹面腔镜21反射的对准光通过所述立方分光棱镜三11转折、再经所述正光焦度镜组6、所述立方分光棱镜一5透射后在所述对准终端一12内的所述对准平面一13上形成所述对准标记物一4的像,该像与所述对准平面一13中心标记的间距被所述目镜组16、所述监视器19或所述计算机20放大,调节所述凹面腔镜调节装置23,使得所述对准标记物一4的像与所述对准平面一13中心标记重合;
8】所述挡光屏一28挡光:将所述挡光屏一28插入所述凹面腔镜对准装置1进行挡光;
9】取消所述挡光屏二29挡光:将所述挡光屏二29拔出所述平面腔镜对准装置2取消挡光;
10】安装所述平面腔镜22:将所述平面腔镜22以腔镜面背对所述立方分光棱镜三11的方式中心垂直于对准光路安装在所述平面腔镜调节装置24上;
11】调试所述平面腔镜22:经所述平面腔镜22反射的对准光通过所述立方分光棱镜三11、所述准直物镜10会聚、再经所述立方分光棱镜二9后在所述对准终端二14内的所述对准平面二15上形成所述对准标记物二8的像,该像与所述对准平面二15中心标记的间距被所述目镜组16、所述监视器19或所述计算机20放大,调节所述平面腔镜调节装置24,使得所述对准标记物二8的像与所述对准平面二15中心标记重合;
12】取消所述挡光屏一28挡光:将所述挡光屏一28拔出所述凹面腔镜对准装置1取消挡光;
13】形成标准谐振腔模块:所述谐振腔连接件25连带固定在其上的所述凹面腔镜调节装置23、所述平面腔镜调节装置24、所述凹面腔镜21和所述平面腔镜22形成标准谐振腔模块,从所述谐振腔定位装置25中取下该标准谐振腔模块;
14】批量对准:反复重复步骤4】-13】,形成更多的标准谐振腔模块。
不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,包括凹面腔镜对准装置(1)、平面腔镜对准装置(2)、立方分光棱镜三(11)和连接体(30);
所述凹面腔镜对准装置(1)和所述平面腔镜对准装置(2)通过所述立方分光棱镜三(11)正交耦合;所述凹面腔镜对准装置(1)、所述平面腔镜对准装置(2)和所述立方分光棱镜三(11)通过所述连接体(30)固定连接;
所述凹面腔镜对准装置(1)包括:光源一(3);对准标记物一(4)、立方分光棱镜一(5)、挡光屏一(28)和正光焦度镜组(6)依次设置在所述光源一(3)的光路上,所述立方分光棱镜一(5)将光路转折90°,所述挡光屏一(28)和所述正光焦度镜组(6)依次设置在转折90°后的光路上;对准终端一(12)相对所述正光焦度镜组(6)在所述立方分光棱镜一(5)另一侧;
所述平面腔镜对准装置(2)包括:光源二(7);对准标记物二(8)、立方分光棱镜二(9)、挡光屏二(29)和准直物镜(10)依次设置在所述光源二(7)的光路上,所述立方分光棱镜二(9)将光路转折90°,所述挡光屏二(29)和准直物镜(10)依次设置在转折90°后的光路上;对准终端二(14)相对所述准直物镜(10)在所述立方分光棱镜二(9)另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述光源一(3)为光谱处于凹面腔镜(21)和平面腔镜(22)反射带谱段内且与所述对准终端一(12)灵敏谱段匹配的LED光源;所述光源二(7)为光谱处于所述凹面腔镜(21)和所述平面腔镜(22)反射带谱段内且与所述对准终端二(14)灵敏谱段匹配的LED光源。
3.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述对准标记物一(4)和所述对准标记物二(8)为中央刻有十字形缝隙的透光屏。
4.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述立方分光棱镜一(5)、所述立方分光棱镜二(9)和所述立方分光棱镜三(11)对所述光源一(3)或所述光源二(7)的波长半反半透分光。
5.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述正光焦度镜组(6)和准直物镜(10)为单片正透镜。
6.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述对准终端一(12)为如下三种形式之一:
1】所述对准终端一(12)包括对准平面一(13)和目镜组(16),所述对准平面一(13)为处于所述目镜组(16)焦面处的分划板平面;
2】所述对准终端一(12)包括所述对准平面一(13)、视频数据线(17)、摄像头(18)和监视器(19),所述对准平面一(13)为安装在所述摄像头(18)内的电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器件,所述摄像头(18)和所述监视器(19)通过所述视频数据线(17)相连;
3】所述对准终端一(12)包括所述对准平面一(13)、视频数据线(17)、所述摄像头(18)和计算机(20),所述对准平面一(13)为安装在所述摄像头(18)内的电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器件,所述摄像头(18)和所述计算机(20)通过所述视频数据线(17)相连。
7.根据权利要求1所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于,所述对准终端二(14)为如下三种形式之一:
1】所述对准终端二(14)包括对准平面二(15)和目镜组(16),所述对准平面二(15)为处于所述目镜组(16)焦面处的分划板平面;
2】所述对准终端二(14)包括所述对准平面二(15)、视频数据线(17)、摄像头(18)和监视器(19),所述对准平面二(15)为安装在所述摄像头(18)内的电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器件,所述摄像头(18)和所述监视器(19)通过所述视频数据线(17)相连;
3】所述对准终端二(14)包括所述对准平面二(15)、视频数据线(17)、所述摄像头(18)和计算机(20),所述对准平面二(15)为安装在所述摄像头(18)内的电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器件,所述摄像头(18)和所述计算机(20)通过所述视频数据线(17)相连。
8.根据权利要求6或7所述的一种高精度平凹激光腔双光路对准装置,其特征在于:所述对准平面一(13)或所述对准平面二(15)在同光路光轴交点处设置有中心对准标记。
9.一种高精度平凹激光腔双光路对准装置的对准方法,其特征在于,包括如下步骤:
1】点亮光源一(3):使用所述光源一(3)照明对准标记物一(4),由所述对准标记物一(4)发出的光经立方分光棱镜一(5)转折,再经正光焦度镜组(6)后会聚出射,再经立方分光棱镜三(11)转折后形成会聚的对准光束;
2】点亮光源二(7):使用所述光源二(7)照明对准标记物二(8),由所述对准标记物二(8)发出的光经立方分光棱镜二(9)转折、再经准直物镜(10)和所述立方分光棱镜三(11)后形成平行的对准光束;
3】安装谐振腔定位装置(26):将与待对准平凹谐振腔其它参数一样,仅其平面腔镜对所述光源二(7)波长反射率减半的标准平凹谐振腔模块安装在所述谐振腔定位装置(26)上,反复调校所述谐振腔定位装置(26)相对对准装置位置,使得标准平凹谐振腔模块的凹面腔镜球心与所述正光焦度镜组(6)的会聚点重合,使得由标准平凹谐振腔模块的凹面腔镜和标准平凹谐振腔模块的平面腔镜在对准平面一(13)和对准平面二(15)上生成的所述对准标记物一(4)和所述对准标记物二(8)的像均与其中心标记重合,固定所述谐振腔定位装置(26)相对对准装置位置,卸下标准平凹谐振腔;
4】安装待对准平凹谐振腔支架:将谐振腔连接件(25)连带固定在其上的凹面腔镜调节装置(23)和平面腔镜调节装置(24)安装在所述谐振腔定位装置(26)上;
5】挡光屏二(29)挡光:将所述挡光屏二(29)插入平面腔镜对准装置(2)进行挡光;
6】安装凹面腔镜(21):将所述凹面腔镜(21)以腔镜面朝向所述立方分光棱镜三(11)的方式中心垂直于对准光路安装在所述凹面腔镜调节装置(23)上,使凹面腔镜球心(27)与所述正光焦度镜组(6)的会聚点重合;
7】调试所述凹面腔镜(21):经所述凹面腔镜(21)反射的对准光通过所述立方分光棱镜三(11)转折、再经所述正光焦度镜组(6)、所述立方分光棱镜一(5)透射后在对准终端一(12)内的所述对准平面一(13)上形成所述对准标记物一(4)的像,该像与所述对准平面一(13)中心标记的间距被目镜组(16)、监视器(19)或计算机(20)放大,调节所述凹面腔镜调节装置(23),使得所述对准标记物一(4)的像与所述对准平面一(13)中心标记重合;
8】挡光屏一(28)挡光:将所述挡光屏一(28)插入凹面腔镜对准装置(1)进行挡光;
9】取消所述挡光屏二(29)挡光:将所述挡光屏二(29)拔出所述平面腔镜对准装置(2)取消挡光;
10】安装平面腔镜(22):将所述平面腔镜(22)以腔镜面背对所述立方分光棱镜三(11)的方式中心垂直于对准光路安装在所述平面腔镜调节装置(24)上;
11】调试所述平面腔镜(22):经所述平面腔镜(22)反射的对准光通过所述立方分光棱镜三(11)、所述准直物镜(10)会聚、再经所述立方分光棱镜二(9)后在对准终端二(14)内的所述对准平面二(15)上形成所述对准标记物二(8)的像,该像与所述对准平面二(15)中心标记的间距被所述目镜组(16)、所述监视器(19)或所述计算机(20)放大,调节所述平面腔镜调节装置(24),使得所述对准标记物二(8)的像与所述对准平面二(15)中心标记重合;
12】取消所述挡光屏一(28)挡光:将所述挡光屏一(28)拔出所述凹面腔镜对准装置(1)取消挡光;
13】形成标准谐振腔模块:所述谐振腔连接件(25)连带固定在其上的所述凹面腔镜调节装置(23)、所述平面腔镜调节装置(24)、所述凹面腔镜(21)和所述平面腔镜(22)形成标准谐振腔模块,从所述谐振腔定位装置(25)中取下该标准谐振腔模块;
14】批量对准:反复重复步骤4】-13】,形成更多的标准谐振腔模块。
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