CN110673334B - 一种光束传输自动稳定系统和方法 - Google Patents

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CN110673334B CN201910933375.6A CN201910933375A CN110673334B CN 110673334 B CN110673334 B CN 110673334B CN 201910933375 A CN201910933375 A CN 201910933375A CN 110673334 B CN110673334 B CN 110673334B
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Abstract

本发明公开了一种光束传输自动稳定系统和方法，涉及自由空间激光通信领域。该系统包括缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统；缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统的结构，相比现有技术中使用两个探测器，都需要调整与光学系统的光轴对齐，调整过程较为复杂和困难，而本申请的系统只用一个相机探测光斑，减少了调整难度，也不容易引起误差。并且本申请通过光束调节装置根据入射激光的偏移量调整入射激光的指向，达到纠正和稳定光束指向的效果。

Description

一种光束传输自动稳定系统和方法
技术领域
本发明涉及领域自由空间激光通信领域，尤其涉及一种光束传输自动稳定系统和方法。
背景技术
现有技术中提出一种自动连续调整光束指向的装置，该装置由连续激光器、第一电动调节反射镜、第二电动调节反射镜、第一四象限探测器、反射镜、第二四象限探测器和计算机组成，该发明方法第一四象限探测器监控及测量经过第二电动调节反射镜产生的第一透射光束的指向，第二四象限探测器监控和测量经过所述反射镜产生的第二透射光束的指向，并通过所述的计算机控制所述的第一电动调节反射镜和所述的第二电动调节反射镜的俯仰和倾斜，实现对实验光束指向在上/下方向和左/右方向的自动调节。该方案使用了两个四象限探测器，这两个探测器都需要调整与光学系统光轴对齐，调整难度较大，也容易引起误差，也增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中探测器的调整难度较大，容易引起误差，增加了成本的不足，提供了一种光束传输自动稳定系统和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种光束传输自动稳定系统，包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统；
所述缩束镜组，用于缩小入射的激光的光束直径；
所述第一分束镜，用于根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束传播到所述相机系统，另一束传播到所述第二分束镜；
所述第二分束镜，用于根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入所述后向反射镜；
所述后向反射镜，用于将入射的激光反射后传播到所述相机系统中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
所述相机系统，用于探测和显示所述入射的激光的光斑；还用于根据连续光斑的坐标信息，计算所述入射激光的偏移量；
计算机系统，用于根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的调整量；
所述光束调节装置，用于根据所述调整量调整缩束后的入射激光。
本发明的有益效果是：通过包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统的结构，相比现有技术中使用两个探测器，都需要调整与光学系统的光轴对齐，调整过程较为复杂和困难，而本申请的系统只用一个相机探测光斑，减少了调整难度，也不容易引起误差。并且本申请仅使用两个反射镜调节光束偏移量，比使用多个反射镜的方案，光路调节更加简单，容易操作和不容易引入误差。本申请光束调节装置根据入射激光的偏移量调整入射激光的指向，达到纠正和稳定光束指向的效果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述计算机系统具体用于根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的第一角调整量和第二角调整量；
所述光束调节装置包括：第一快速反射镜、第二快速反射镜、第一控制器和第二控制器；所述入射激光依次通过所述缩束镜组、所述第一快速反射镜和所述第二快速反射镜的反射，射入所述第一分束镜；
所述第一控制器，用于根据所述第一角调整量调整所述第一快速反射镜的反射角度；
所述第二控制器，用于根据所述第二角调整量调整所述第二快速反射镜的反射角度。
采用上述进一步方案的有益效果是：第一控制器和第二控制器，根据所述计算机系统计算出的第一角调整量和第二角调整量，调整第一快速反射镜和第二快速反射镜的反射角度，实现入射激光的偏移量的调整，通过调整第一快速反射镜和第二快速反射镜的反射角度，达到纠正和稳定光束指向的效果。
进一步地，所述相机系统具体用于接收连续的光斑，所述光斑包括第一光斑和第二光斑，获取所述第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，所述第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；还具体用于，根据x1、y1、x2和y2计算所述入射激光的偏移量。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过相机系统获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，所述第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；借助光斑的具体坐标信息计算角度漂移量和平移量，相比现有技术中根据光强度计算角漂，本方案的方法通过光斑坐标信息不仅能够计算出角漂，还能计算出平漂，能够更全面的获取到光束指向信息。
进一步地，所述相机系统具体用于根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
ΔX＝|x3|，
其中x3是轨迹圆的圆心O3的横坐标，所述轨迹圆的圆心O3是所述第一光斑与所述第二光斑关于X轴对称的对称点所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算所述圆心O3的横坐标x3：
Figure GDA0003087279720000041
其中，λ为常数，根据以下公式计算λ：
Figure GDA0003087279720000042
其中，l1为第二快速反射镜的出射面与第一分束镜的中心的距离；l2为所述第一分束镜与所述第二分束镜的距离；l6为所述后向反射镜与所述第一分束镜的距离；l3为所述后向反射镜与所述第二分束镜的距离；l7为所述第一分束镜与所述相机系统的平面的距离；d1为所述缩束镜组与所述第一快速反射镜的距离；d2为所述第一快速反射镜与所述第二快速反射镜的距离；
或，所述相机系统还具体用于根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
ΔY＝|y3|；
其中y3是轨迹圆的圆心O3的纵坐标，根据以下公式计算所述圆心O3的纵坐标y3：
Figure GDA0003087279720000043
或，所述相机系统还具体用于计算角度偏移量θ，根据以下公式计算角度偏移量θ在X轴的分量α：
Figure GDA0003087279720000044
根据以下公式计算角度偏移量θ在Y轴的分量β：
Figure GDA0003087279720000045
采用上述进一步方案的有益效果是：通过包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统的结构，使获得所述第一光斑与所述第二光斑的坐标信息的过程，实现难度更低，获得坐标信息的误差率也更低，再结合几何关系，获得光束沿X轴的偏移量、Y轴的偏移量和角度偏移量，得到光束完整的指向信息，为第一快速反射镜和第二快速反射镜调整反射角度提供了可靠的光束偏移量数据来源，使得快速反射镜调整光束偏移的结果更加准确。
进一步地，所述计算机系统用于根据所述入射激光的偏移量计算所述光束调节装置的第一角调整量，具体包括：根据以下公式计算所述第一角调整量的X轴调整量αx1：
Figure GDA0003087279720000051
或，根据以下公式计算所述第一角调整量的Y轴调整量βy1：
Figure GDA0003087279720000052
采用上述进一步方案的有益效果是：根据计算机系统计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第一角调整量，第一快速反射镜根据第一角调整量，调整自身反射角度，起到调整缩束后的入射激光的光束指向的效果。
进一步地，所述计算机系统用于根据所述入射激光的偏移量计算所述光束调节装置的第二角调整量，具体包括：根据以下公式计算所述第二角调整量的X轴调整量αx2：
Figure GDA0003087279720000053
或，根据以下公式计算所述第二角调整量的Y轴调整量βy2：
Figure GDA0003087279720000054
采用上述进一步方案的有益效果是：根据计算机系统计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第二角调整量，第二快速反射镜根据第二角调整量，调整自身反射角度，来调整第一快速反射镜反射后的入射激光的光束指向，再结合第一快速反射镜的角度调整达到纠正和稳定入射光束指向的效果。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种光束传输自动稳定的方法，包括以下步骤：
S1,缩束镜组缩小入射的激光的光束直径；
S2,光束调节装置反射缩束后的入射激光；
S3,第一分束镜根据第一预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播到相机系统，另一束传播到第二分束镜；
S4,所述第二分束镜根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入后向反射镜；
S5,所述后向反射镜将入射的激光反射后传播到所述相机系统中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
S6,所述相机系统显示所述第一分束镜和所述后向反射镜传播的光束的光斑，并探测所述光束的光斑的坐标信息，并根据所述坐标信息计算所述入射激光的偏移量；
S7,计算机系统根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的调整量；
S8,所述光束调节装置根据所述调整量调整缩束后的入射激光。
本发明的有益效果是：通过包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统的结构，相比现有技术中使用两个探测器，都需要调整与光学系统的光轴对齐，调整过程较为复杂和困难，而本申请的系统只用一个相机探测光斑，减少了调整难度，也不容易引起误差。并且本申请仅使用两个反射镜调节光束偏移量，比使用多个反射镜的方案，光路调节更加简单，容易操作和不容易引入误差。本申请光束调节装置根据入射激光的偏移量调整入射激光的指向，达到纠正和稳定光束指向的效果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述计算机系统具体根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的第一角调整量和第二角调整量；
所述光束调节装置包括：第一快速反射镜、第二快速反射镜、第一控制器和第二控制器；所述入射激光依次通过所述缩束镜组、所述第一快速反射镜和所述第二快速反射镜的反射，射入所述第一分束镜；
所述第一控制器根据所述第一角调整量调整所述第一快速反射镜的反射角度；
所述第二控制器根据所述第二角调整量调整所述第二快速反射镜的反射角度。
采用上述进一步方案的有益效果是：第一控制器和第二控制器，根据所述计算机系统计算出的第一角调整量和第二角调整量，调整第一快速反射镜和第二快速反射镜的反射角度，实现入射激光的偏移量的调整，通过调整第一快速反射镜和第二快速反射镜的反射角度，达到纠正和稳定光束指向的效果。
进一步地，所述相机系统探测所述光束的光斑的坐标信息，并根据所述坐标信息计算所述入射激光的偏移量，具体包括：
获取所述第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，获取所述第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；
根据x1、y1、x2和y2计算所述入射激光的偏移量。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过相机系统获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，所述第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；借助光斑的具体坐标信息计算角度漂移量和平移量，相比现有技术中根据光强度计算角漂，本方案的方法通过光斑坐标信息不仅能够计算出角漂，还能计算出平漂，能够更全面的获取到光束指向信息。
进一步地，所述根据x1、y1、x2和y2计算所述入射激光的偏移量，具体包括：
根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
ΔX＝|x3|，
其中x3是轨迹圆的圆心O3的横坐标，所述轨迹圆的圆心O3是所述第一光斑与所述第二光斑关于X轴对称的对称点所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算所述圆心O3的横坐标x3：
Figure GDA0003087279720000081
其中，λ为常数，根据以下公式计算λ：
Figure GDA0003087279720000082
其中，l1为第二快速反射镜的出射面与第一分束镜的中心的距离；l2为所述第一分束镜与所述第二分束镜的距离；l6为所述后向反射镜与所述第一分束镜的距离；l3为所述后向反射镜与所述第二分束镜的距离；l7为所述第一分束镜与所述相机系统的平面的距离；d1为所述缩束镜组与所述第一快速反射镜的距离；d2为所述第一快速反射镜与所述第二快速反射镜的距离；
或，还根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
ΔY＝|y3|；
其中y3是轨迹圆的圆心O3的纵坐标，根据以下公式计算所述圆心O3的纵坐标y3：
Figure GDA0003087279720000091
或，还计算角度偏移量θ，根据以下公式计算角度偏移量θ在X轴的分量α：
Figure GDA0003087279720000092
根据以下公式计算角度偏移量θ在Y轴的分量β：
Figure GDA0003087279720000093
采用上述进一步方案的有益效果是：通过包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统的结构，使获得所述第一光斑与所述第二光斑的坐标信息的过程，实现难度更低，获得坐标信息的误差率也更低，再结合几何关系，获得光束沿X轴的偏移量、Y轴的偏移量和角度偏移量，得到光束完整的指向信息，为第一快速反射镜和第二快速反射镜调整反射角度提供了可靠的光束偏移量数据来源，使得快速反射镜调整光束偏移的结果更加准确。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的光束传输自动稳定系统的结构框架图；
图2为本发明的实施例提供的光束传输自动稳定的方法的流程示意图；
图3为本发明的实施例提供的入射光束在相机平面的光斑示意图；
图4为本发明的实施例提供第一快速反射镜和第二快速反射镜的调节示意图。
图5为本发明的实施例提供入射光束的角度漂移示意图。
图6为本发明的实施例提供的入射光束在不同情况的漂移时的光斑示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种光束传输自动稳定系统，该系统包括：缩束镜组M4、光束调节装置M9、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3、相机系统M7和计算机系统M8；
缩束镜组M4的光轴与第一快速反射镜M5的中心在一条直线上，缩束镜组M4与第一快速反射镜M5的距离为d1；第一快速反射镜M5的中心和第二快速反射镜M6的中心同轴，第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6与水平方向均呈45°，第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6平行，第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6的距离为d2，第一快速反射镜M5的中心与第二快速反射镜M6的中心在一条直线上；第二快速反射镜M6的中心、第一分束镜M1的中心和第二分束镜M2的中心在一条直线上；第二快速反射镜M6的出射面与第一分束镜M1的中心的距离为l1；第一分束镜M1与第二分束镜M2之间距离为l2；后向反射镜M3的出射面与第一分束镜M1的中心的距离为l6，后向反射镜M3的出射面与第二分束镜M2的中心的距离为l3；相机系统M7的传感器平面与第一分束镜M1的中心的距离为l7；其中l3＝l6；由上下文内容可知，本发明是一种光束传输自动稳定系统，描述的是光束的轨迹，S可以毫无疑义知道，是表示光源，继而可知d3表示光源S与第二快速反射镜M6的中心的距离。
缩束镜组M4，用于缩小入射的激光的光束直径；
缩束镜组M4，可以包含两个缩束镜；缩束镜组M4缩小入射光束直径，最好缩束到1mm左右。
第一分束镜M1，用于根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束传播到相机系统M7，另一束传播到第二分束镜M2；
第一分束镜M1，根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束以预设角度反射进入相机系统M7，另一束沿原方向继续传播到第二分束镜M2；预设角度根据入射激光的入射角度确定。
第一分束镜M1的预设分束比为T:R，T表示透射率，R表示反射率，T取值范围可以为80-95，R取值范围可以为5-20，T+R＝100；入射光束的R％反射进入相机系统M7，入射光束的T％沿原方向继续传播到第二分束镜M2；
第二分束镜M2，用于根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入后向反射镜M3；
第二分束镜M2根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束以预设角度反射进入后向反射镜M3，另一束沿原方向继续传播；预设角度根据入射激光的入射角度确定。
第二分束镜M2的预设分束比为T:R，T表示透射率，R表示反射率，T取值范围可以与R取值范围相近，T+R＝100；入射光束的R％反射进入后向反射镜M3，入射光束的T％沿原方向继续传播；
后向反射镜M3，用于将入射的激光反射后传播到相机系统M7中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
后向反射镜M3，用于将入射的光束反射后传播到相机系统M7中，反射方向与入射方向平行，方向相反，入射方向的光束与后向反射镜M3的距离为l4、反射方向的光束与后向反射镜M3的距离为l5，l4＝l5；
相机系统M7，用于探测和显示入射的激光的光斑；还用于根据连续光斑的坐标信息，计算入射激光的偏移量；
相机系统M7，可以包括相机和计算机，相机可以采用CMOS相机也可以采用CCD相机；相机探测到入射的光斑，并获取光斑信息，计算机根据光斑信息计算光斑在相机的传感器平面的坐标，根据计算到的光斑坐标信息以及各组件的位置距离信息，计算入射光束的入射角、旋转角和在X、Y轴的偏移量。
计算机系统M8，用于根据入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的调整量；
计算机系统M8根据相机系统M7计算出的入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的调整量，其中光束调整装置包括快速反射镜和对应的控制器。
光束调节装置M9，用于根据调整量调整缩束后的入射激光。
光束调节装置M9反射缩束后的入射激光，当入射激光发生偏移时，计算机系统M8根据偏移量计算出调整量，并将调整量信息发送给控制器，控制器根据调整量，控制快速反射镜调整反射角度，以调整入射激光的光束指向。
通过包括：缩束镜组M4、光束调节装置M9、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3、相机系统M7和计算机系统M8的结构，相比现有技术中使用两个探测器，都需要调整与光学系统的光轴对齐，调整过程较为复杂和困难，而本申请的系统只用一个相机探测光斑，减少了调整难度，也不容易引起误差。并且本申请仅使用两个反射镜调节光束偏移量，比使用多个反射镜的方案，光路调节更加简单，容易操作和不容易引入误差。本申请光束调节装置M9根据入射激光的偏移量调整入射激光的指向，达到纠正和稳定光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8具体用于根据入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的第一角调整量和第二角调整量；
光束调节装置M9包括：第一快速反射镜M5、第二快速反射镜M6、第一控制器和第二控制器；入射激光依次通过缩束镜组M4、第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射，射入第一分束镜M1；
第一控制器，用于根据第一角调整量调整第一快速反射镜M5的反射角度；
第一控制器根据第一角调整量在X轴的分量调整第一快速反射镜M5在X轴的角度，根据第一角调整量在Y轴的分量调整第一快速反射镜M5在Y轴的角度。
第二控制器，用于根据第二角调整量调整第二快速反射镜M6的反射角度。
第二控制器根据第二角调整量在X轴的分量调整第二快速反射镜M5在X轴的角度，根据第二角调整量在Y轴的分量调整第二快速反射镜M5在Y轴的角度。
计算机系统M8根据偏移量计算出调整量包括两个，第一角调整量和第二角调整量，第一角度调整量是用来调整第一快速反射镜M5的反射角度，第二角度调整量是用来调整第二快速反射镜M6的反射角度。结合第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的角度调整，来调整入射激光的光束指向，如果入射激光的光斑经调整后位于相机中心，则调整结束，如果不是，则继续采集、计算和调整过程，直到光斑位于相机中心。
第一控制器和第二控制器，根据计算机系统M8计算出的第一角调整量和第二角调整量，调整第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射角度，实现入射激光的偏移量的调整，通过调整第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射角度，达到纠正和稳定光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，相机系统M7具体用于接收连续的光斑，光斑包括第一光斑和第二光斑，获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；还具体用于，根据x1、y1、x2和y2计算入射激光的偏移量。
通过相机系统M7获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；借助光斑的具体坐标信息计算角度漂移量和平移量，相比现有技术中根据光强度计算角漂，本方案的方法通过光斑坐标信息不仅能够计算出角漂，还能计算出平漂，能够更全面的获取到光束指向信息。
优选地，在上述任意实施例中，如图6所示，图6(a)激光光束垂直入射第一分束镜M1时的光斑图；图6(b)激光光束以入射角φ和旋转角α为零时的光斑图；图6(c)激光光束以入射角φ和旋转角α时的光斑图,其中箭头表示光斑移动的方向；图6(d)激光光束以入射角φ、旋转角α和X轴有平移时的光斑图,其中箭头表示光斑移动的方向；图6(d)激光光束以入射角φ、旋转角α、X轴有平移和Y轴也有平移时的光斑图，其中箭头表示光斑移动的方向；相机系统M7具体用于根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
ΔX＝|x3|，
其中x3是轨迹圆的圆心O3的横坐标，轨迹圆的圆心O3是第一光斑C1与第二光斑C2关于X轴对称的对称点C′2所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算圆心O3的横坐标x3，如图3所示：
Figure GDA0003087279720000141
其中，λ为常数，根据以下公式计算λ：
Figure GDA0003087279720000142
其中，l1为第二快速反射镜M6的出射面与第一分束镜M1的中心的距离；l2为第一分束镜M1与第二分束镜M2的距离；l6为后向反射镜M3与第一分束镜M1的距离；l3为后向反射镜M3与第二分束镜M2的距离；l7为第一分束镜M1与相机系统M7的平面的距离；d1为缩束镜组M4与第一快速反射镜M5的距离；d2为第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6的距离；
或，相机系统M7还具体用于根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
ΔY＝|y3|；
其中y3是轨迹圆的圆心O3的纵坐标，根据以下公式计算圆心O3的纵坐标y3：
Figure GDA0003087279720000151
或，以垂直该光学系统光轴的平面建立坐标系，光轴和该平面的焦点为坐标原点。以θ表示入射光束与该光学系统光轴的夹角，
Figure GDA0003087279720000154
表示该入射光束相对于水平方向的旋转角度，用α表示θ在坐标系X轴投影的大小，用β表示θ在坐标系Y轴投影的大小，如图5所示，相机系统M7还具体用于计算角度偏移量θ，根据以下公式计算角度偏移量θ在X轴的分量α：
Figure GDA0003087279720000152
根据以下公式计算角度偏移量θ在Y轴的分量β：
Figure GDA0003087279720000153
通过包括：缩束镜组M4、光束调节装置M9、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3、相机系统M7和计算机系统M8的结构，使获得第一光斑与第二光斑的坐标信息的过程，实现难度更低，获得坐标信息的误差率也更低，再结合几何关系，获得光束沿X轴的偏移量、Y轴的偏移量和角度偏移量，得到光束完整的指向信息，为第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6调整反射角度提供了可靠的光束偏移量数据来源，使得快速反射镜调整光束偏移的结果更加准确。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8用于根据入射激光的偏移量计算光束调节装置M9的第一角调整量，具体包括：根据以下公式计算第一角调整量的X轴调整量αx1：
Figure GDA0003087279720000161
或，根据以下公式计算第一角调整量的Y轴调整量βy1：
Figure GDA0003087279720000162
根据计算机系统M8计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第一角调整量，第一快速反射镜M5根据第一角调整量，调整自身反射角度，如图4所示，起到调整缩束后的入射激光的光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8用于根据入射激光的偏移量计算光束调节装置M9的第二角调整量，具体包括：根据以下公式计算第二角调整量的X轴调整量αx2：
Figure GDA0003087279720000163
或，根据以下公式计算第二角调整量的Y轴调整量βy2：
Figure GDA0003087279720000164
根据计算机系统M8计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第二角调整量，第二快速反射镜M6根据第二角调整量，调整自身反射角度，来调整第一快速反射镜M5反射后的入射激光的光束指向，再结合第一快速反射镜M5的角度调整达到纠正和稳定入射光束指向的效果，如图4所示。
在某一实施例中，给出了一种光束传输自动稳定的方法，如图2所示，该方法包括：
S1,缩束镜组M4缩小入射的激光的光束直径；
缩束镜组M4，可以包含两个缩束镜；缩束镜组M4缩小入射光束直径，最好缩束到1mm左右。
S2,光束调节装置M9反射缩束后的入射激光；
S3,第一分束镜M1根据第一预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播到相机系统M7，另一束传播到第二分束镜M2；
第一分束镜M1，根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束以预设角度反射进入相机系统M7，另一束沿原方向继续传播到第二分束镜M2；预设角度根据入射激光的入射角度确定。
第一分束镜M1的预设分束比为T:R，T表示透射率，R表示反射率，T取值范围可以为80-95，R取值范围可以为5-20，T+R＝100；入射光束的R％反射进入相机系统M7，入射光束的T％沿原方向继续传播到第二分束镜M2；
S4,第二分束镜M2根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入后向反射镜M3；第二分束镜M2根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束以预设角度反射进入后向反射镜M3，另一束沿原方向继续传播；预设角度根据入射激光的入射角度确定。
第二分束镜M2的预设分束比为T:R，T表示透射率，R表示反射率，T取值范围可以与R取值范围相近，T+R＝100；入射光束的R％反射进入后向反射镜M3，入射光束的T％沿原方向继续传播；
S5,后向反射镜M3将入射的激光反射后传播到相机系统M7中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
后向反射镜M3，用于将入射的光束反射后传播到相机系统M7中，反射方向与入射方向平行，方向相反，入射方向的光束与后向反射镜M3的距离为l4、反射方向的光束与后向反射镜M3的距离为l5，l4＝l5；
S6,相机系统M7显示第一分束镜M1和后向反射镜M3传播的光束的光斑，并探测光束的光斑的坐标信息，并根据坐标信息计算入射激光的偏移量；
相机系统M7，可以包括相机和计算机，相机可以采用CMOS相机也可以采用CCD相机；相机探测到入射的光斑，并获取光斑信息，计算机根据光斑信息计算光斑在相机的传感器平面的坐标，根据计算到的光斑坐标信息以及各组件的位置距离信息，计算入射光束的入射角、旋转角和在X、Y轴的偏移量。
S7,计算机系统M8根据入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的调整量；
计算机系统M8根据相机系统M7计算出的入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的调整量，其中光束调整装置包括快速反射镜和对应的控制器。
S8,光束调节装置M9根据调整量调整缩束后的入射激光。
光束调节装置M9反射缩束后的入射激光，当入射激光发生偏移时，计算机系统M8根据偏移量计算出调整量，并将调整量信息发送给控制器，控制器根据调整量，控制快速反射镜调整反射角度，以调整入射激光的光束指向。
缩束镜组M4的光轴与第一快速反射镜M5的中心在一条直线上，缩束镜组M4与第一快速反射镜M5的距离为d1；第一快速反射镜M5的中心和第二快速反射镜M6的中心同轴，第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6与水平方向均呈45°，第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6平行，第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6的距离为d2，第一快速反射镜M5的中心与第二快速反射镜M6的中心在一条直线上；第二快速反射镜M6的中心、第一分束镜M1的中心和第二分束镜M2的中心在一条直线上；第二快速反射镜M6的出射面与第一分束镜M1的中心的距离为l1；第一分束镜M1与第二分束镜M2之间距离为l2；后向反射镜M3的出射面与第一分束镜M1的中心的距离为l6，后向反射镜M3的出射面与第二分束镜M2的中心的距离为l3；相机系统M7的传感器平面与第一分束镜M1的中心的距离为l7；其中l3＝l6；
通过包括：缩束镜组M4、光束调节装置M9、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3、相机系统M7和计算机系统M8的结构，相比现有技术中使用两个探测器，都需要调整与光学系统的光轴对齐，调整过程较为复杂和困难，而本申请的系统只用一个相机探测光斑，减少了调整难度，也不容易引起误差。并且本申请仅使用两个反射镜调节光束偏移量，比使用多个反射镜的方案，光路调节更加简单，容易操作和不容易引入误差。本申请光束调节装置M9根据入射激光的偏移量调整入射激光的指向，达到纠正和稳定光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8具体根据入射激光的偏移量，计算光束调节装置M9的第一角调整量和第二角调整量；
光束调节装置M9包括：第一快速反射镜M5、第二快速反射镜M6、第一控制器和第二控制器；入射激光依次通过缩束镜组M4、第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射，射入第一分束镜M1；
第一控制器根据第一角调整量调整第一快速反射镜M5的反射角度；
第一控制器根据第一角调整量在X轴的分量调整第一快速反射镜M5在X轴的角度，根据第一角调整量在Y轴的分量调整第一快速反射镜M5在Y轴的角度。
第二控制器根据第二角调整量调整第二快速反射镜M6的反射角度。
第二控制器根据第二角调整量在X轴的分量调整第二快速反射镜M5在X轴的角度，根据第二角调整量在Y轴的分量调整第二快速反射镜M5在Y轴的角度。
计算机系统M8根据偏移量计算出调整量包括两个，第一角调整量和第二角调整量，第一角度调整量是用来调整第一快速反射镜M5的反射角度，第二角度调整量是用来调整第二快速反射镜M6的反射角度。结合第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的角度调整，来调整入射激光的光束指向，如果入射激光的光斑经调整后位于相机中心，则调整结束，如果不是，则继续采集、计算和调整过程，直到光斑位于相机中心。
第一控制器和第二控制器，根据计算机系统M8计算出的第一角调整量和第二角调整量，调整第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射角度，实现入射激光的偏移量的调整，通过调整第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6的反射角度，达到纠正和稳定光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，相机系统M7探测光束的光斑的坐标信息，并根据坐标信息计算入射激光的偏移量，具体包括：
获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，获取第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；
根据x1、y1、x2和y2计算入射激光的偏移量。
通过相机系统M7获取第一光斑的横坐标x1和纵坐标y1，第二光斑的横坐标x2和纵坐标y2；借助光斑的具体坐标信息计算角度漂移量和平移量，相比现有技术中根据光强度计算角漂，本方案的方法通过光斑坐标信息不仅能够计算出角漂，还能计算出平漂，能够更全面的获取到光束指向信息。
优选地，在上述任意实施例中，根据x1、y1、x2和y2计算入射激光的偏移量，具体包括：
根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
ΔX＝|x3|，
其中x3是轨迹圆的圆心O3的横坐标，轨迹圆的圆心O3是第一光斑C1与第二光斑C2关于X轴对称的对称点C′2所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算圆心O3的横坐标x3，如图3所示：
Figure GDA0003087279720000211
其中，λ为常数，根据以下公式计算λ：
Figure GDA0003087279720000212
其中，l1为第二快速反射镜M6的出射面与第一分束镜M1的中心的距离；l2为第一分束镜M1与第二分束镜M2的距离；l6为后向反射镜M3与第一分束镜M1的距离；l3为后向反射镜M3与第二分束镜M2的距离；l7为第一分束镜M1与相机系统M7的平面的距离；d1为缩束镜组M4与第一快速反射镜M5的距离；d2为第一快速反射镜M5与第二快速反射镜M6的距离；
或，还根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
ΔY＝|y3|；
其中y3是轨迹圆的圆心O3的纵坐标，根据以下公式计算圆心O3的纵坐标y3：
Figure GDA0003087279720000213
或，以垂直该光学系统光轴的平面建立坐标系，光轴和该平面的焦点为坐标原点。以θ表示入射光束与该光学系统光轴的夹角，
Figure GDA0003087279720000215
表示该入射光束相对于水平方向的旋转角度，用α表示θ在坐标系X轴投影的大小，用β表示θ在坐标系Y轴投影的大小，如图5所示，还计算角度偏移量θ，根据以下公式计算角度偏移量θ在X轴的分量α：
Figure GDA0003087279720000214
根据以下公式计算角度偏移量θ在Y轴的分量β：
Figure GDA0003087279720000221
通过包括：缩束镜组M4、光束调节装置M9、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3、相机系统M7和计算机系统M8的结构，使获得第一光斑与第二光斑的坐标信息的过程，实现难度更低，获得坐标信息的误差率也更低，再结合几何关系，获得光束沿X轴的偏移量、Y轴的偏移量和角度偏移量，得到光束完整的指向信息，为第一快速反射镜M5和第二快速反射镜M6调整反射角度提供了可靠的光束偏移量数据来源，使得快速反射镜调整光束偏移的结果更加准确。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8根据入射激光的偏移量计算光束调节装置M9的第一角调整量，具体包括：根据以下公式计算第一角调整量的X轴调整量αx1：
Figure GDA0003087279720000222
或，根据以下公式计算第一角调整量的Y轴调整量βy1：
Figure GDA0003087279720000223
根据计算机系统M8计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第一角调整量，第一快速反射镜M5根据第一角调整量，调整自身反射角度，如图4所示，起到调整缩束后的入射光束的光束指向的效果。
优选地，在上述任意实施例中，计算机系统M8根据入射激光的偏移量计算光束调节装置M9的第二角调整量，具体包括：根据以下公式计算第二角调整量的X轴调整量αx2：
Figure GDA0003087279720000224
或，根据以下公式计算第二角调整量的Y轴调整量βy2：
Figure GDA0003087279720000231
根据计算机系统M8计算出的入射激光的偏移量，结合公式计算出第二角调整量，第二快速反射镜M6根据第二角调整量，调整自身反射角度，来调整第一快速反射镜M5反射后的入射激光的光束指向，再结合第一快速反射镜M5的角度调整达到纠正和稳定入射光束指向的效果，如图4所示。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。
上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，包括：缩束镜组、光束调节装置、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统和计算机系统；
所述缩束镜组，用于缩小入射的激光的光束直径；
所述第一分束镜，用于根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束传播到所述相机系统，另一束传播到所述第二分束镜；
所述第二分束镜，用于根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入所述后向反射镜；
所述后向反射镜，用于将入射的激光反射后传播到所述相机系统中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
所述相机系统，用于探测和显示所述入射的激光的光斑；还用于根据连续光斑的坐标信息，计算所述入射激光的偏移量；
计算机系统，用于根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的调整量；
所述光束调节装置，用于根据所述调整量调整缩束后的入射激光。
2.根据权利要求1所述的一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，
所述计算机系统具体用于根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的第一角调整量和第二角调整量；
所述光束调节装置包括：第一快速反射镜、第二快速反射镜、第一控制器和第二控制器；所述入射激光依次通过所述缩束镜组、所述第一快速反射镜和所述第二快速反射镜的反射，射入所述第一分束镜；
所述第一控制器，用于根据所述第一角调整量调整所述第一快速反射镜的反射角度；
所述第二控制器，用于根据所述第二角调整量调整所述第二快速反射镜的反射角度。
3.根据权利要求2所述的一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，所述相机系统具体用于接收连续的光斑，所述光斑包括第一光斑和第二光斑，获取所述第一光斑的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE002
和纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，所述第二光斑的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE006
和纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；还具体用于，根据
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
和
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
计算所述入射激光的偏移量。
4.根据权利要求3所述的一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，所述相机系统具体用于根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE012
是轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014
的横坐标，所述轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014A
是所述第一光斑与所述第二光斑关于X轴对称的对称点所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算所述圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AA
的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE012A
：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为常数，根据以下公式计算
Figure DEST_PATH_IMAGE021A
：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
其中，l1为第二快速反射镜的出射面与第一分束镜的中心的距离；l2为所述第一分束镜与所述第二分束镜的距离；l6为所述后向反射镜与所述第一分束镜的距离；l3为所述后向反射镜与所述第二分束镜的距离；l7为所述第一分束镜与所述相机系统的平面的距离；d1为所述缩束镜组与所述第一快速反射镜的距离；d2为所述第一快速反射镜与所述第二快速反射镜的距离；
或，所述相机系统还具体用于根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
；
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE028
是轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAA
的纵坐标，根据以下公式计算所述圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAA
的纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE028A
：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
；
或，所述相机系统还具体用于计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，根据以下公式计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035A
在X轴的分量
Figure DEST_PATH_IMAGE038
：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
；
根据以下公式计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035AA
在Y轴的分量
Figure DEST_PATH_IMAGE043
：
Figure DEST_PATH_IMAGE045
。
5.根据权利要求4所述的一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，所述计算机系统用于根据所述入射激光的偏移量计算所述光束调节装置的第一角调整量，具体包括：根据以下公式计算所述第一角调整量的X轴调整量
Figure DEST_PATH_IMAGE047
：
Figure DEST_PATH_IMAGE049
；
或，根据以下公式计算所述第一角调整量的Y轴调整量
Figure DEST_PATH_IMAGE051
：
Figure DEST_PATH_IMAGE053
。
6.根据权利要求4或5所述的一种光束传输自动稳定系统，其特征在于，所述计算机系统用于根据所述入射激光的偏移量计算所述光束调节装置的第二角调整量，具体包括：根据以下公式计算所述第二角调整量的X轴调整量
Figure DEST_PATH_IMAGE055
：
Figure DEST_PATH_IMAGE057
；
或，根据以下公式计算所述第二角调整量的Y轴调整量
Figure DEST_PATH_IMAGE059
：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
。
7.一种光束传输自动稳定的方法，其特征在于，
S1,缩束镜组缩小入射的激光的光束直径；
S2,光束调节装置反射缩束后的入射激光；
S3,第一分束镜根据第一预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播到相机系统，另一束传播到第二分束镜；
S4,所述第二分束镜根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入后向反射镜；
S5,所述后向反射镜将入射的激光反射后传播到所述相机系统中，反射方向与入射方向平行，方向相反；
S6,所述相机系统显示所述第一分束镜和所述后向反射镜传播的光束的光斑，并探测所述光束的光斑的坐标信息，并根据所述坐标信息计算所述入射激光的偏移量；
S7,计算机系统根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的调整量；
S8,所述光束调节装置根据所述调整量调整缩束后的入射激光。
8.根据权利要求7所述的一种光束传输自动稳定的方法，其特征在于，
所述计算机系统具体根据所述入射激光的偏移量，计算所述光束调节装置的第一角调整量和第二角调整量；
所述光束调节装置包括：第一快速反射镜、第二快速反射镜、第一控制器和第二控制器；所述入射激光依次通过所述缩束镜组、所述第一快速反射镜和所述第二快速反射镜的反射，射入所述第一分束镜；
所述第一控制器根据所述第一角调整量调整所述第一快速反射镜的反射角度；
所述第二控制器根据所述第二角调整量调整所述第二快速反射镜的反射角度。
9.根据权利要求8所述的一种光束传输自动稳定的方法，其特征在于，所述相机系统探测所述光束的光斑的坐标信息，并根据所述坐标信息计算所述入射激光的偏移量，具体包括：
获取第一光斑的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
和纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE004AA
，获取第二光斑的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE006AA
和纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE008AA
；
根据
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAA
计算所述入射激光的偏移量；
其中，所述光斑包括：所述第一光斑和所述第二光斑。
10.根据权利要求9所述的一种光束传输自动稳定的方法，其特征在于， 所述根据
Figure DEST_PATH_IMAGE002AAAA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE004AAAA
、
Figure DEST_PATH_IMAGE006AAAA
和
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAAA
计算所述入射激光的偏移量，具体包括：
根据以下公式计算光束沿X轴的偏移量：
Figure 979031DEST_PATH_IMAGE010
，
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE012AA
是轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAA
的横坐标，所述轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAA
是所述第一光斑与所述第二光斑关于X轴对称的对称点所在的轨迹圆的圆心，根据以下公式计算所述圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAA
的横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE012AAA
：
Figure 584587DEST_PATH_IMAGE019
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021AA
为常数，根据以下公式计算
Figure DEST_PATH_IMAGE021AAA
：
Figure DEST_PATH_IMAGE069
，
其中，l1为第二快速反射镜的出射面与第一分束镜的中心的距离；l2为所述第一分束镜与所述第二分束镜的距离；l6为所述后向反射镜与所述第一分束镜的距离；l3为所述后向反射镜与所述第二分束镜的距离；l7为所述第一分束镜与所述相机系统的平面的距离；d1为所述缩束镜组与所述第一快速反射镜的距离；d2为所述第一快速反射镜与所述第二快速反射镜的距离；
或，还根据以下公式计算光束沿Y轴的偏移量：
Figure 442952DEST_PATH_IMAGE026
；
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE028AA
是轨迹圆的圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAA
的纵坐标，根据以下公式计算所述圆心
Figure DEST_PATH_IMAGE014AAAAAAAAA
的纵坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE028AAA
：
Figure 326245DEST_PATH_IMAGE033
；
或，还计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAA
，根据以下公式计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAAA
在X轴的分量
Figure DEST_PATH_IMAGE038A
：
Figure 953666DEST_PATH_IMAGE040
；
根据以下公式计算角度偏移量
Figure DEST_PATH_IMAGE035AAAAA
在Y轴的分量
Figure DEST_PATH_IMAGE043A
：
Figure 382986DEST_PATH_IMAGE045
。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948820B (zh) * 2020-07-10 2021-04-27 东南大学 一种快速计算全息波导显示光效的方法
CN112433365B (zh) * 2020-11-17 2022-02-11 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种基于锥镜的光束指向控制系统的偏差修正方法
CN112346255B (zh) * 2020-12-10 2024-03-29 核工业理化工程研究院 适用于直管蒸发装置的光路稳定结构
CN114815132B (zh) * 2022-05-16 2023-12-01 江苏镭创高科光电科技有限公司 梯度阵列反射镜的调光系统及调光方法
CN115016096A (zh) * 2022-07-06 2022-09-06 中国航空制造技术研究院 一种多级反射光路自动对准装置及方法
CN117218211A (zh) * 2023-11-09 2023-12-12 广东兆恒智能科技有限公司 相机标定装置及标定方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923418A (en) * 1995-02-21 1999-07-13 Clark-Mxr, Inc. Apparatus for controlling the position and direction of a laser beam
CN102313508A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 上海微电子装备有限公司 一种激光干涉仪光路对准装置及方法
CN102692725A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 清华大学 利用光学相位共轭原理提高激光准直精度的系统与方法
CN205074676U (zh) * 2015-10-12 2016-03-09 维嘉数控科技（苏州）有限公司 激光装置及控制系统
CN206764154U (zh) * 2017-05-23 2017-12-19 苏州德龙激光股份有限公司 双光束激光加工系统
CN108020179A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 西安应用光学研究所 一种高精度角度测量装置及方法
CN109061831A (zh) * 2018-09-19 2018-12-21 西安理工大学 一种无线激光通信反射式瞄准跟踪系统及激光瞄准跟踪方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923418A (en) * 1995-02-21 1999-07-13 Clark-Mxr, Inc. Apparatus for controlling the position and direction of a laser beam
CN102313508A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 上海微电子装备有限公司 一种激光干涉仪光路对准装置及方法
CN102692725A (zh) * 2012-06-11 2012-09-26 清华大学 利用光学相位共轭原理提高激光准直精度的系统与方法
CN205074676U (zh) * 2015-10-12 2016-03-09 维嘉数控科技（苏州）有限公司 激光装置及控制系统
CN206764154U (zh) * 2017-05-23 2017-12-19 苏州德龙激光股份有限公司 双光束激光加工系统
CN108020179A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 西安应用光学研究所 一种高精度角度测量装置及方法
CN109061831A (zh) * 2018-09-19 2018-12-21 西安理工大学 一种无线激光通信反射式瞄准跟踪系统及激光瞄准跟踪方法

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