CN113340419A - 激光发散角检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学检测技术领域，公开了激光发散角检测系统及方法，激光发散角检测系统包括光纤收发检测模块、被测激光跟踪模块及用于产生平行光束的平行光管，将信标光发射光纤与信号光接收光纤等距离的固定到分光镜的两侧，能够同时发射信标和接收信号光，将光纤收发检测模块放置于平行光管焦面，被测激光跟踪模块具备激光跟踪功能，利用信标发射光纤引入信标光，平行光管产生平行光后进入被测激光跟踪模块，被测激光跟踪模块跟踪信标光后发射信号光，信号光经过平行光管会聚后被信号光接收光纤接收。通过改变跟踪点来完成信号光的扫描，根据扫描的功率或单光子计数来拟合信号光的光斑形状，通过计算束腰大小来计算其发散角。

Description

激光发散角检测系统及方法
技术领域
本申请涉及光学检测技术领域，尤其涉及激光发散角检测系统及方法。
背景技术
激光技术不断普及和应用，对激光光束质量检测提出了越来越高的要 求。其中激光发散角是重要指标，它能反映出激光的远场光束分布情况。 小的发散角能够更有效的利用激光能量，使光束有更好的方向性；大的发 散角能够迅速扩展光束的覆盖面积，达到宽域探测和指向的作用。因此发 散角的检测方法有重要意义。随着卫星光通信技术的不断发展，激光用来 通信的优势越来越明显，不仅具有抗干扰性强和体积小巧等优势，而且随 着量子通信的发现，激光也使得通信的安全性得到极大的提高。
目前行业测发散角的方法有许多，包括BBO晶体倍频法、焦点刀口法、 基于薄膜干涉原理的平行平晶法、狭缝扫描法和CCD检测焦面光斑等，其 中刀口法检测激光发散角时可以不受激光能量的限制，但是检测精度有待 提高；狭缝扫描的检测结果也有较大误差；平行平晶法检测发散角虽然精 度高但是设备价格昂贵，不利于批量检测提高效率；采用平行光管与CCD 相机组合是目前比较常规的激光远场发散角检测方法，通过检测焦面激光光束的光斑大小，通过焦面光斑分布计算出远场发散角，该方法检测精度 高，但是，该方法检测信号光的动态范围有限，需要控制激光发射能量在 一定范围内，能量过大会导致光电探测器饱和，能量过小会导致光电探测 器无法相应，能量过大可以通过增加衰减来解决，能量过小则无法检测。
发明内容
为了保证检测进度、降低成本提高检测效率的同时，即能够检测能量 较大的信号光，也能够检测能量较小的信号光，本申请提供了激光发散角 检测系统及方法，适用于卫星激光通信、量子通信、星地光通信等通信领 域，以及激光雷达、激光测距等激光领域。
第一方面，本申请公开了一种激光发散角检测系统，其包括以下结构：
一种激光发散角检测系统，包括光纤收发检测模块、被测激光跟踪模 块及用于产生平行光束的准直模块；
所述光纤收发检测模块包括：信标光发射光纤、信号光接收光纤、分 光镜及与信号光接收光纤连接的探测器，所述信标光发射光纤与所述信号 光接收光纤固定于所述分光镜两侧，且所述信标光发射光纤的端面、所述 信号光接收光纤的端面关于所述分光镜的分光面对称设置；
准直模块位于所述光纤收发检测模块信标光经分光镜分光后的光路上；
所述被测激光跟踪模块位于所述准直模块准直后的平行光路上，所述 被测激光跟踪模块包括：平行光扩束单元、压电反射镜、分光片、激光发 射准直器及跟踪单元，所述平行光扩束单元及所述压电反射镜位于所述准 直模块准直后的平行光路上，且所述平行光扩束单元位于所述准直模块和 所述压电反射镜之间，所述激光发射准直器及所述跟踪单元分别位于所述 分光片两侧，所述分光片及所述跟踪单元位于所述压电反射镜反射光路上， 且所述分光片位于所述压电反射镜与所述跟踪单元之间，通过改变所述跟 踪单元的跟踪点来控制压电反射镜角度。
通过采用上述技术方案，信标光发射光纤用于引入跟踪用的信标光， 激光发射准直器能够发射准直的信号光，信号光接收光纤用于接收信号光， 基于分光镜的分光功能，将信标光发射光纤与信号光接收光纤端面等距离 的固定到分光镜两侧，能够做到激光同轴发射和接收，分光片能够将信标 光和信号光进行分离；
通过信标光发射光纤发射信标光，后进入被测激光跟踪模块内，依次 经过抛物面主镜、抛物面次镜、压电反射镜、分光片，最后被跟踪单元捕 获跟踪，被测激光跟踪模块部分，通过信号光激光器发射信号光，并引入 至激光发射准直器，依次经过上述光路并耦合进入信号光接收光纤，通过 探测器探测信号光，通过改变跟踪点来完成信号光的扫描，根据扫描的功 率或单光子计数来拟合信号光的光斑形状，通过计算束腰大小来计算其发 散角。
在一些实施方式中，所述准直模块为平行光管，所述信标光发射光纤 的端面及所述信号光接收光纤的端面均处于所述平行光管焦面处。
在一些实施方式中，所述平行光扩束单元包括同轴且共焦点设置的抛 物面主镜及抛物面次镜，所述抛物面次镜位于信标光的入射侧，所述压电 反射镜位于所述抛物面主镜远离所述抛物面次镜的一侧。
通过采用上述技术方案，通过抛物面主镜及抛物面次镜实现平行光的 扩束，从而改善准直度。
通过采用上述技术方案，把信号光汇聚在准直模块焦面位置，便于获 取信号光远场光束。
在一些实施方式中，所述光纤收发检测模块还包括信号光窄带滤光片， 所述信号光窄带滤光片位于所述信号光接收光纤与所述分光镜之间。
通过采用上述技术方案，信号光窄带滤光片位于信号光接收光纤前， 用于消除背景光，减小杂光干扰。
在一些实施方式中，所述信标光发射光纤及所述信号光接收光纤为单 模光纤。
通过采用上述技术方案，提高了检测精度。
在一些实施方式中，所述探测器为单光子探测器或功率计。
通过采用上述技术方案，在信号光信号比较弱时，可以采用单光子探 测器来接收信号光，信号光信号较强时，可以采用功率计来接收信号光。
第二方面，本申请公开了一种激光发散角检测方法，其包括以下结构：
一种激光发散角检测方法，包括：
引入信标光至信标光发射光纤，并使经过光纤收发检测模块后的信标 光进入被测激光跟踪模块，调整被测激光跟踪模块的方位、俯仰方向，使 得信标光入射到跟踪单元中，记录跟踪点A(X,Y)，然后开启跟踪；
信号光经过激光发射准直器准直，经被测激光跟踪模块发射，进入信 号光接收光纤，被探测器接收；
以跟踪单元的跟踪点A(X,Y)为初始点，采用十字扫描法找到信号最 大位置B(X0，Y0)；
以B(X0，Y0)为基准点，采用回字扫描法检测发散角。
在一些实施方式中，所述引入信标光至信标光发射光纤，并使经过光 纤收发检测模块后的信标光进入被测激光跟踪模块，调整被测激光跟踪模 块的方位、俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单元中，记录跟踪点A(X,Y)， 然后开启跟踪，包括：
将信标光引入至信标光发射光纤，经光纤收发检测模块和准直模块准 直后产生平行光束，平行的信号光进入被测激光跟踪模块；
调整被测激光跟踪模块的方位、俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单 元中，记录跟踪点A(X,Y)，然后开启跟踪。
在一些实施方式中，所述信号光经过激光发射准直器准直，经被测激 光跟踪模块发射，进入信号光接收光纤，被探测器接收包括：
信号光经过激光发射准直器准直，经被测激光跟踪模块发射，信号光 经过准直模块后汇聚于焦面位置，最终进入信号光接收光纤，被探测器接 收。
在一些实施方式中，以所述跟踪单元的跟踪点(X,Y)为初始点，采用 十字扫描法找到信号最大位置B(X0，Y0)包括：
以跟踪单元的跟踪点(X,Y)为初始点，增加水平轴的跟踪点，记录探 测器的接收信号，当探测器显示的能量为零，记录此时水平方向跟踪点Ⅰ；
以跟踪单元的跟踪点(X,Y)为初始点，减小水平轴的跟踪点，当探测 器显示的能量再次为零，再次记录此时水平方向跟踪点Ⅱ；
将水平轴的跟踪点定位到水平方向跟踪点Ⅰ和水平方向跟踪点Ⅱ的中 心位置，此时水平轴的跟踪点为X0；
以同样的方法定位竖直轴的跟踪点Y0，则跟踪点B(X0，Y0)对应信 号光远场分布的能量最大值。
在一些实施方式中，以B(X0，Y0)为基准点，采用回字扫描法检测 发散角包括：
以跟踪点B(X0，Y0)为基准点，上下左右更改跟踪点，记录探测器 的接收信号，当探测器显示的能量为零时，记录水平和竖直轴的量程分别 为0-XMAX和0-YMAX；
按照回字扫描路径步进，记录每个点的能量值，并拟合成信号光远场 能量分布；
根据高斯光束的1/e2法，计算出信号光的光束直径D，根据式(1)
Figure BDA0003123164320000061
可计算出信号光的发散角；
上述式(1)中θ为发散角，f为作为准直模块的平行光管平行光管的 焦距。
综上所述，本申请提供的激光发散角检测系统及方法，与现有技术相 比，具有一下有点：
1、结构简单、检测精度高、成本低廉。
2、可以采用单模光纤来接收信号光，检测精度高。
3、将信号光直接引入至光纤内，光纤可以接不同探测器，可以实现对 不同波长、不同强度光束的发散角检测。
附图说明
图1为本申请提供的一种激光发散角检测系统的结构示意图；
图2为本申请提供的一种激光发散角检测方法中十字扫描路径图；
图3位本申请提供的一种激光发散角检测方法中回字扫描路径图。
图中：1、光纤收发检测模块；2、被测激光跟踪模块；3、准直模块； 11、信标光发射光纤；12、信号光接收光纤；13、分光镜；14、探测器； 15、信号光窄带滤光片；21、抛物面主镜；22、抛物面次镜；23、压电反 射镜；24、分光片；25、激光发射准直器；26、跟踪单元；31、主镜；32、 次镜。
具体实施方式
以下结合附图1至图3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种激光发散角检测系统，如图1所示，包括：光 纤收发检测模块1、准直模块3及被测激光跟踪模块2，光纤收发检测模块 1及准直模块3组成检测系统；光纤收发检测模块1用于引入跟踪用的信 标光以及接收信号光，准直模块3用于将信标光准直并产生平行光，因此， 准直模块3可以是在平行光管，也可以是凸透镜，本申请此实施方式中， 准直模块3选用市面上可直接采购的平行光管；通过光纤收发检测模块1 发射信标光，信标光经过平行光管准直后产生平行光束，平行光束进入被 测激光跟踪模块2内被被测激光跟踪模块2捕获跟踪，同时，被测激光跟 踪模块2发射信号光，信号光经过平行光管并耦合进入光纤收发检测模块 1，被光纤收发检测模块1探测，通过改变跟踪点来完成信号光的扫描，根 据扫描的功率或单光子计数来拟合信号光的光斑形状，通过计算束腰大小来计算其发散角。
具体的：
光纤收发检测模块1：由信标光发射光纤11、信号光接收光纤12、分 光镜13、信号光窄带滤光片15及探测器14组成，信标光发射光纤11用 于引入跟踪用的信标光，信号光接收光纤12用于接收信号光，信标光发射 光纤11与信号光接收光纤12固定于分光镜13两侧，且信标光发射光纤 11的端面、信号光接收光纤12的端面关于分光镜13的分光面对称设置，通过分光镜13的分光功能，使激光同轴发射和接收，信号光窄带滤光片15位于信号光接收光纤12与分光镜13之间，用于消除背景光，以降低杂 光干扰；探测器14与信号光接收光纤12连接，用于探测信号光的功率或 单光子。如图1所示，信标光发射光纤11的端面及信号光接收光纤12的 端面均处于平行光管焦面处；
其中：
信标光发射光纤11以单模光纤输出，在本申请此实施方式中，光纤选 用Thorlabs公司型号为SM600的单模光纤，其主要性能参数为：工作波段 为600-900nm，光纤模场直径为4.6um@680nm，包层芯径125±1um，截至 波长为550±50nm,光纤激光器采用Thorlabs公司型号为LPS-PM635-FC的 激光二极管，其主要性能参数：激光波长为635nm，光功率可调范围 1uw-10mw；
信号光接收光纤12以单模接收，在本申请此实施方式中，光纤采用 Thorlabs公司型号为1060XP的单模光纤，其主要性能参数：工作波段为 980-1550nm，光纤模场直径为9um@1550nm，包层芯径125±1um；
分光镜13选择对使用波长的分光比介于4：6与6：4之间，通光面面 形偏差RMS值小于λ/10@632.8nm，在本申请此实施方式中，采用Thorlabs 公司带结构的型号为BS017的非偏振分光棱镜，其主要性能参数：工作波 段为700-1100nm，分光比为5：5，通光口径为20mm；
探测器14的选择为：在信号光信号比较弱时，可以采用单光子探测器 来接收信号光，信号光信号较强时，可以采用功率计来接收信号光，如使 用Thorlabs公司的产品，型号为S122C，其主要性能参数：工作波段700- 1800nm；功率测试范围为50nw-40mw；探头为Ge探测器；
信号光窄带滤光片15选择性能为：中心波长1550nm，峰值带宽透过 率90％以上，半高宽20nm，顶宽10nm截止宽度900-1600nm截止深度OD4。
平行光管：由主镜31和次镜32组成，平行光管采用普通加工的反射 式平行光管，口径为400mm，焦距为4m，系统面型要求RMS优于 1/20λ@632.8nm且小于λ/10@632.8nm，平行光管传光面镀Al膜。
被测激光跟踪模块2：由平行光扩束单元、压电反射镜23、分光片24、 激光发射准直器25和跟踪单元26组成；平行光扩束单元由抛物面主镜21、 抛物面次镜22组成(当然，在本申请其他实施方式中，平行光扩束单元也 可以采用其他具有平行光扩束效果的装置，如球面镜等)，抛物面主镜21、 抛物面次镜22同轴且共焦点设置，且抛物面主镜21、抛物面次镜22与平 行光管同轴设置，抛物面次镜22位于信标光的入射侧；压电反射镜23位 于抛物面主镜21远离抛物面次镜22的一侧，且与抛物面主镜21及抛物面 次镜22同轴设置；激光发射准直器25及跟踪单元26分别位于分光片24 两侧，分光片24及跟踪单元26位于压电反射镜23反射光路上，且分光片 24位于压电反射镜23与跟踪单元26之间；
其中，在本申请此实施方式中：
抛物面主镜21、抛物面次镜22选用面形偏差RMS值小于 λ/10@632.8nm，另外，镀银膜反射膜；
压电反射镜23使用NEWPORT公司的两轴音圈电机，型号为FSM-320 Fast；其主要性能参数：工作波段为650-1700nm时，平均反射率大于 96％，角度分辨率RMS值≤1μrad,角度变化范围：±1.5°；
分光片24的性能为：反射1550nm信号光、透射635nm信标光，1550nm 反射效率优于98％，635nm透射效率优于97％；
激光发射准直器25使用非球面透镜，可采用Thorlabs公司的产品， 型号为AL50100，口径为30mm，焦距为100mm；
跟踪单元26由跟踪相机及处理电路组成，处理电路控制压电反射镜 23的反射角度变化，从而保证发射端和接收端光轴对准。
检测时，通过信号光激光器发射信标光(其中，采用的信号光激光器 主要性能参数：波长1550nm，连续光，能量稳定性<5％,激光发散角<1mrad)， 并引入至信标光发射光纤11，经过平行光管后进入被测激光跟踪模块2内， 依次经过抛物面主镜21、抛物面次镜22、压电反射镜23、分光片24，最 后被跟踪相机捕获跟踪；被测激光跟踪模块2部分，通过信号光激光器发 射信号光，并引入至激光发射准直器25，信号光依次经过光路后被汇聚在 平行光管焦面位置，同时耦合进入信号光接收光纤12，用探测器14探测， 最后通过改变跟踪点来完成信号光的扫描，根据扫描的功率或单光子计数 来拟合信号光的光斑形状，通过计算束腰大小来计算其发散角。
光束束腰定义为把高斯光束强度衰减到中心光强的1/e2时的横向尺寸， 通过拟合的高斯光束强度分布计算出束腰大小为D。
高斯光束远场发散角定义为光斑半径随传播距离的变化率，公式有：
Figure BDA0003123164320000101
其中θ为激光远场发散角，λ为激光的波长。所以要计算信号光的远场发 散角需要得出信号光的束腰大小。
由于信号光远场光束无法直接获取，因此，需要借助平行光管把信号 光汇聚在焦面位置，因此扫描直接得出的远场光束的束腰大小并不是信号 光本身的束腰大小，而是信号光经过平行光管汇聚后的束腰大小。因此需 要将束腰大小进行换算。根据博伊德和戈登理论，光束经过透镜或反射镜 的变换只改变相位不改变强度分布，光束在汇聚后仍保持高斯分布。根据 束腰的透镜变换关系式可得公式如下：
Figure BDA0003123164320000111
其中D1是信号光本身的束腰大小，D2是经过平行光管汇聚后的信号光束 腰大小。
由光路可逆原理可知，信号光本身的远场束腰大小为：
Figure BDA0003123164320000112
将信号光本身的远场束腰大小带入远场发散角计算公式可得:
Figure BDA0003123164320000113
带入扫描得出的经过平行光管汇聚的信号光束腰大小D2，与平行光管 的焦距大小f，可得激光发射系统出射的信号光远场发散角。
本申请还公开了一种激光发散角检测方法，其基于上述激光发散角检 测系统，具体包括以下步骤：
S1：引入信标光至信标光发射光纤11，并使经过光纤收发检测模块1 后的信标光进入被测激光跟踪模块2，调整被测激光跟踪模块2的方位、 俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单元26中，记录跟踪点A(X,Y)，然 后开启跟踪，具体包括：
S11：打开635nm信标光激光器，并将信标光引入至信标光发射光纤 11，经光纤收发检测模块1和平行光管准直后产生平行光束，使平行的信 号光射入被测激光跟踪模块2；
S12：调整被测激光跟踪模块2的方位、俯仰方向，使得信标光入射到 跟踪相机的中心点A，并记录此时的跟踪点A(X,Y)，然后开启控制电路， 输入跟踪点控制压电反射镜23的姿态，对信标光进行跟踪闭环，此时光纤 收发检测模块1经过平行光管的发射光轴与被测激光跟踪模块2对准。
S2：信号光经过激光发射准直器25准直，经被测激光跟踪模块2发射， 进入信号光接收光纤12，被探测器14接收；具体包括：
S21：打开1550nm信号光激光器，接入激光发射准直器25并发射，由 于此时光纤收发检测模块1经过平行光管与被测激光跟踪模块2对准， 1550nm信号光汇聚在平行光管的焦面位置，并被焦面位置的光纤收发检测 模块1的信号光接收光纤12耦合进光纤，接收能量由探测器14实时显示；
S22：观察能量大小，适当调整1550nm信号光激光器使得能量适中即， 能够由探测器14充分探测到，又不至于能量过高烧毁探测器14，之后固 定1550nm激光器的出射能量不变。
S3：以跟踪相机的中心点A的跟踪点(X,Y)为初始点，采用十字扫描 法找到信号最大位置B(X0，Y0)，具体为以跟踪相机的中心点A的跟踪 点(X,Y)为初始点，采用控制变量法，依次更改水平轴和竖直轴的跟踪点， 记录探测器14显示的能量值，其扫描路径和点如图2所示，包括：
S31：以跟踪相机的中心点A的跟踪点(X,Y)为初始点，增加水平轴 的跟踪点，记录探测器14的接收信号，当探测器14显示的能量为零，记 录此时水平方向跟踪点Ⅰ；
S32：以跟踪相机的中心点A的跟踪点(X,Y)为初始点，减小水平轴 的跟踪点，当探测器14显示的能量再次为零，再次记录此时水平方向跟踪 点Ⅱ；
S33：将水平轴的跟踪点定位到上述水平方向跟踪点Ⅰ和水平方向跟踪 点Ⅱ两个水平方向跟踪点的中心位置(即水平路径上的能量值最大处)， 此时水平轴的跟踪点为X0；
S34：以同样的方法定位竖直轴的跟踪点Y0，则跟踪点B(X0，Y0)对 应信号光远场分布的能量最大值。
S4：以B(X0，Y0)为基准点，采用回字扫描法，采集信号光远场的 能量分布，检测发散角，包括：
S41：以跟踪点B(X0，Y0)为基准点，上下左右更改跟踪单元26跟 踪点，此时记录探测器14的接收信号，当探测器14显示的能量为零时， 记录水平和竖直轴的量程分别为0-XMAX和0-YMAX；
S42：按照如图3所示的回字扫描路径步进，记录每个点的能量值，并 拟合成信号光远场能量分布；
根据高斯光束的1/e2法，计算出信号光的光束直径D，根据式(1)
Figure BDA0003123164320000131
可计算出信号光的发散角；
上述式(1)中θ为发散角，f为平行光管的焦距。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故： 凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保 护范围之内。

Claims (11)

1.一种激光发散角检测系统，其特征在于，包括光纤收发检测模块(1)、被测激光跟踪模块(2)及用于产生平行光束的准直模块(3)；
所述光纤收发检测模块(1)包括：信标光发射光纤(11)、信号光接收光纤(12)、分光镜(13)及与信号光接收光纤(12)连接的探测器(14)，所述信标光发射光纤(11)与所述信号光接收光纤(12)固定于所述分光镜(13)两侧，且所述信标光发射光纤(11)的端面、所述信号光接收光纤(12)的端面关于所述分光镜(13)的分光面对称设置；
准直模块(3)位于所述光纤收发检测模块(1)信标光经分光镜(13)分光后的光路上；
所述被测激光跟踪模块(2)位于所述准直模块(3)准直后的平行光路上，所述被测激光跟踪模块(2)包括：平行光扩束单元、压电反射镜(23)、分光片(24)、激光发射准直器(25)及跟踪单元(26)，所述平行光扩束单元及所述压电反射镜(23)位于所述准直模块(3)准直后的平行光路上，且所述平行光扩束单元位于所述准直模块(3)和所述压电反射镜(23)之间，所述激光发射准直器(25)及所述跟踪单元(26)分别位于所述分光片(24)两侧，所述分光片(24)及所述跟踪单元(26)位于所述压电反射镜(23)反射光路上，且所述分光片(24)位于所述压电反射镜(23)与所述跟踪单元(26)之间，通过改变所述跟踪单元(26)的跟踪点来控制压电反射镜(23)角度。
2.根据权利要求1所述的一种激光发散角检测系统，其特征在于，所述准直模块(3)为平行光管，所述信标光发射光纤(11)的端面及所述信号光接收光纤(12)的端面均处于所述平行光管焦面处。
3.根据权利要求1所述的一种激光发散角检测系统，其特征在于，所述平行光扩束单元包括同轴且共焦点设置的抛物面主镜(21)及抛物面次镜(22)，所述抛物面次镜(22)位于信标光的入射侧，所述压电反射镜(23)位于所述抛物面主镜(21)远离所述抛物面次镜(22)的一侧。
4.根据权利要求1至3中任一所述的一种激光发散角检测系统，其特征在于，所述光纤收发检测模块(1)还包括信号光窄带滤光片(15)，所述信号光窄带滤光片(15)位于所述信号光接收光纤(12)与所述分光镜(13)之间。
5.根据权利要求1所述的一种激光发散角检测系统，其特征在于，所述信标光发射光纤(11)及所述信号光接收光纤(12)为单模光纤。
6.根据权利要求1所述的一种激光发散角检测系统，其特征在于，所述探测器(14)为单光子探测器或功率计。
7.一种激光发散角检测方法，其特征在于，包括：
引入信标光至信标光发射光纤(11)，并使经过光纤收发检测模块(1)后的信标光进入被测激光跟踪模块(2)，调整被测激光跟踪模块(2)的方位、俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单元(26)中，记录跟踪点A(X，Y)，然后开启跟踪；
信号光经过激光发射准直器(25)准直，经被测激光跟踪模块(2)发射，进入信号光接收光纤(12)，被探测器(14)接收；
以跟踪单元(26)的跟踪点A(X，Y)为初始点，采用十字扫描法找到信号最大位置B(X0，Y0)；
以B(X0，Y0)为基准点，采用回字扫描法检测发散角。
8.根据权利要求7的一种激光发散角检测方法，其特征在于，所述引入信标光至信标光发射光纤(11)，并使经过光纤收发检测模块(1)后的信标光进入被测激光跟踪模块(2)，调整被测激光跟踪模块(2)的方位、俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单元(26)中，记录跟踪点A(X，Y)然后开启跟踪，包括：
将信标光引入至信标光发射光纤(11)，经光纤收发检测模块(1)和准直模块(3)准直后产生平行光束，平行的信号光进入被测激光跟踪模块(2)；
调整被测激光跟踪模块(2)的方位、俯仰方向，使得信标光入射到跟踪单元(26)中，记录跟踪点A(X，Y)，然后开启跟踪。
9.根据权利要求7的一种激光发散角检测方法，其特征在于，所述信号光经过激光发射准直器(25)准直，经被测激光跟踪模块(2)发射，进入信号光接收光纤(12)，被探测器(14)接收包括：
信号光经过激光发射准直器(25)准直，经被测激光跟踪模块(2)发射，信号光经过准直模块(3)后汇聚于焦面位置，最终进入信号光接收光纤(12)，被探测器(14)接收。
10.根据权利要求7的一种激光发散角检测方法，其特征在于，以所述跟踪单元(26)的跟踪点(X，Y)为初始点，采用十字扫描法找到信号最大位置B(X0，Y0)包括：
以跟踪单元(26)的跟踪点(X，Y)为初始点，增加水平轴的跟踪点，记录探测器(14)的接收信号，当探测器(14)显示的能量为零，记录此时水平方向跟踪点Ⅰ；
以跟踪单元(26)的跟踪点(X，Y)为初始点，减小水平轴的跟踪点，当探测器(14)显示的能量再次为零，再次记录此时水平方向跟踪点II；
将水平轴的跟踪点定位到水平方向跟踪点I和水平方向跟踪点II中心位置，此时水平轴的跟踪点为X0；
以同样的方法定位竖直轴的跟踪点Y0，则跟踪点B(X0，Y0)对应信号光远场分布的能量最大值。
11.根据权利要求7的一种激光发散角检测方法，其特征在于，以B(X0，Y0)为基准点，采用回字扫描法检测发散角包括：
以跟踪点B(X0，Y0)为基准点，上下左右更改跟踪点，所述记录探测器(14)的接收信号，当探测器(14)显示的能量为零时，记录水平和竖直轴的量程分别为0-XMAX和0-YMAX；
按照回字扫描路径步进，记录每个点的能量值，并拟合成信号光远场能量分布；
根据高斯光束的1/e2法，计算出信号光的光束直径D，根据式(1)
Figure FDA0003123164310000041
可计算出信号光的发散角；
上述式(1)中θ为发散角，f为作为准直模块(3)的平行光管的焦距。
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