CN113790807A - 一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置及方法，属于光学检测领域。解决了现有光学系统调整机构尺寸较大，调整不便的问题。它包括一层安装板、中间滑板、底部安装板、哈特曼波前探测器、调整顶丝、拉簧组件、顶丝组件、弹簧组件和压块组件，所述一层安装板和中间滑板通过多个拉簧组件相连，所述一层安装板和中间滑板之间设置有多个调整顶丝，所述中间滑板与底部安装板之间通过多个压块组件进行弹性压紧相连，所述底部安装板与系统安装板相连，所述系统安装板上设置有顶丝组件和弹簧组件。它主要用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测。
Description
技术领域
本发明属于光学检测领域，特别是涉及一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置及方法。
背景技术
近年来，国家科技快速发展，对数据传输通信领域的要求日益增加。大气激光通信因为其保密性强，通信容量大，结构轻便等优点，已经被广泛应用在卫星与地面、卫星与卫星之间的数据通信。因为大气激光通信是利用大气作为传输媒介的激光通信，所以通信过程中易受到气候、大气湍流的影响。为降低大气中不可控因素对激光通信质量的影响，在激光通信系统中加入自适应光学系统，能够实时探测和补偿波前相位畸变，为探测波前像差，哈特曼传感器相当于一双“眼睛”去“观察”待测波前。并且其具有结构简单，响应迅速的优点。
轻小型激光通信光学系统的重量、体积、多平台适用性要求较高，故在研究设计中，对光学系统进行轻量化、小型化的设计非常重要。其中在光学系统的子系统中，自适应系统由多个组件构成，结构复杂，调整自由度多，所占体积较大，其中哈特曼传感器作为必备的系统部件，其调整机构尺寸较大，调整不便，是首要进行轻小型化设计的组件。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，它包括一层安装板、中间滑板、底部安装板、哈特曼波前探测器、调整顶丝、拉簧组件、顶丝组件、弹簧组件和压块组件，所述一层安装板和中间滑板通过多个拉簧组件相连，所述一层安装板和中间滑板之间设置有多个调整顶丝，所述中间滑板与底部安装板之间通过多个压块组件进行弹性压紧相连，所述底部安装板与系统安装板相连，所述系统安装板上设置有顶丝组件和弹簧组件，所述顶丝组件包括第一顶丝组件、第二顶丝组件、第三顶丝组件和第四顶丝组件，所述第三顶丝组件和第四顶丝组件结构相同并沿一层安装板左右两侧对称设置，所述第三顶丝组件和第四顶丝组件中的第一顶丝与一层安装板接触，所述第一顶丝组件和第二顶丝组件结构相同并沿中间滑板前后方向同侧设置，所述弹簧组件沿中间滑板前后方向与第一顶丝组件和第二顶丝组件相对设置，所述第一顶丝组件和第二顶丝组件中的第二顶丝与中间滑板接触，所述弹簧组件中的弹簧与中间滑板接触，所述哈特曼波前探测器安装在一层安装板上。
更进一步的，所述哈特曼波前探测器包括哈特曼缩束镜头、折弯镜筒、第一折转镜镜座、第二折转镜镜座、哈特曼中继镜头、折转反射镜和哈特曼成像相机，所述折弯镜筒为呈U型弯折的一体件结构，所述折弯镜筒中部设置有两个45°倾斜面，所述第一折转镜镜座和第二折转镜镜座平行于倾斜面并分别设置在两个倾斜面上，所述折转反射镜通过折转反射镜压圈设置在第一折转镜镜座和第二折转镜镜座上，所述折弯镜筒的一端与哈特曼缩束镜头相连，所述折弯镜筒的另一端与哈特曼中继镜头相连，所述哈特曼缩束镜头和哈特曼中继镜头均与折弯镜筒连通，所述哈特曼成像相机与哈特曼中继镜头同轴布置，所述哈特曼波前探测器通过哈特曼安装支座安装在一层安装板上，所述哈特曼成像相机通过相机安装座设置在一层安装板上。
更进一步的，所述一层安装板和中间滑板之间设置有三个钢球衔接，三个钢球分别为第一钢球、第二钢球和第三钢球，所述中间滑板上开设有滑槽，第一钢球、第二钢球和第三钢球均设置在滑槽上。
更进一步的，所述调整顶丝数量为八个，分别为第一调整顶丝、第二调整顶丝、第三调整顶丝、第四调整顶丝、第五调整顶丝、第六调整顶丝、第七调整顶丝和第八调整顶丝，八个调整顶丝沿一层安装板周向布置。
更进一步的，所述压块组件包括第一拉簧销、压块和第一拉簧，所述第一拉簧两端均分别连接一个第一拉簧销，两个第一拉簧销均分别连接一个压块，两个压块分别设置在中间滑板和底部安装板的挖槽处。
更进一步的，所述压块组件数量为四个，分别为第一压块组件、第二压块组件、第三压块组件和第四压块组件，四个压块组件沿中间滑板周向布置。
更进一步的，所述拉簧组件包括第二拉簧销、拉簧座和第二拉簧，所述第二拉簧两端均分别连接一个第二拉簧销，两个第二拉簧销均分别连接一个拉簧座，两个拉簧座分别设置在一层安装板和中间滑板的挖槽处。
更进一步的，所述拉簧组件数量为九个，分别为第一拉簧组件、第二拉簧组件、第三拉簧组件、第四拉簧组件、第五拉簧组件、第六拉簧组件、第七拉簧组件、第八拉簧组件和第九拉簧组件，其中八个拉簧组件沿一层安装板周向布置，另一个拉簧组件设置在一层安装板中心位置。
更进一步的，所述弹簧组件数量为两个，分别为第一弹簧组件和第二弹簧组件，第一弹簧组件和第二弹簧组件相对于第一顶丝组件和第二顶丝组件设置，所述弹簧与弹簧座相连，所述弹簧座与系统安装板相连，所述第一顶丝和第二顶丝均分别与顶丝座相连，所述顶丝座与系统安装板相连。
本发明还提供了一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置的使用方法，它包括以下步骤：
步骤1：搭建哈特曼波前探测装置，将哈特曼波前探测器固定在一层安装板上，用螺钉把哈特曼波前探测器拧紧在哈特曼安装支座上，将哈特曼安装支座与一层安装板之间用螺钉拧紧，将哈特曼成像相机通过相机安装座安装在一层安装板上；
步骤2：检测光束由哈特曼缩束镜头进入哈特曼波前探测器，经过哈特曼折弯镜筒进行两次折转，光束经过微透镜阵列后进入哈特曼中继镜头，再通过哈特曼成像相机将微透镜阵列光斑成像到显示器上；
步骤3：在步骤2中由成像显示器显示出哈特曼微透镜阵列光斑成像图，根据该光斑成像图获得阵列光斑的位置和大小，通过光斑位置大小与网格位置大小的比对，确定哈特曼波前探测装置的相应位置，若阵列光斑大于网格，且光斑较暗，则需要调整相机靶面与哈特曼中继镜头的距离，使哈特曼镜头的成像焦点与相机靶面重合；
步骤4：若光束进入哈特曼缩束镜头口径时有沿Y轴方向的水平偏移，通过拧紧第一顶丝组件和第二顶丝组件，中间滑板将带动一层安装板沿Y轴正向运动；反之，拧松第一顶丝组件和第二顶丝组件，由第一弹簧组件和第二弹簧组件的弹力作用下，沿Y轴负向运动；若光束进入哈特曼缩束镜头口径时有沿Z轴方向的偏移，通过拧紧八个调整顶丝至相同高度，在调整顶丝的推动下，一层安装板与中间滑板之间距离增加，即哈特曼波前探测器整体升高，反之，同时拧松八个调整顶丝，一层安装板和中间滑板会在九个拉簧组件拉力的作用下距离减小，向Z轴负向运动；
步骤5：通过步骤4的调整，光束已经能够通过哈特曼缩束镜头的中心口径入射，若光束呈一定角度向上偏转入射进哈特曼缩束镜头，此时可通过拧紧第二调整顶丝、第三调整顶丝、第四调整顶丝、第五调整顶丝和第六调整顶丝，相应的拧松第一调整顶丝、第七调整顶丝和第八调整顶丝，使一层安装板成一定角度向下倾斜，即一层安装板沿Y轴转动，达到光束与哈特曼缩束镜头水平入射的要求；若光束呈一定角度向Y轴正向偏转入射进哈特曼缩束镜头，此时可通过拧紧第三顶丝组件，拧松第四顶丝组件，使一层安装板往Y轴负向转动，即一层安装板沿Z轴旋转，达到光束与哈特曼缩束镜头水平入射要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有光学系统调整机构尺寸较大，调整不便的问题。本申请通过组件之间的配合使用，能够实现对哈特曼波前探测装置5个方向自由度调整，分别为X、Z方向移动、X、Y、Z方向转动。该调整平台结构简单，操作方便，降低了系统的复杂度，同时体积及重量均大大降低。能够广泛应用于轻小型光学系统中，本发明不仅仅适用于哈特曼波前探测装置的调整，还适用于一般的小型筒状类光机结构。
本发明大幅度减少了哈特曼波前探测装置的体积和重量，本发明一方面对哈特曼波前探测器进行改进，将传统的直通式哈特曼波前探测通过添加折转镜筒及两个折转反射镜，将其设计为双90°转折结构，整体呈U型，大大缩小了哈特曼波前探测器自身的体积。调整平台总体框架由三层板构成，高度仅约为35mm，同时集成了五自由度调整能力，具有结构紧凑、安装简单、调整方便的优势，能够降低整体光学系统的体积及重量。可根据光学系统的空间因地制宜，最大限度提高光学系统的空间利用率，并且根据本设计母体合理变化能设计出不同的哈特曼调整平台。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置俯视结构示意图；
图2为本发明所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置立体结构示意图；
图3为本发明所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置侧视结构示意图；
图4为本发明所述的压块组件结构示意图；
图5为本发明所述的拉簧组件结构示意图；
图6为本发明所述的弹簧组件结构示意图；
图7为本发明所述的顶丝组件结构示意图；
图8为本发明所述的哈特曼微透镜阵列光斑成像图；
1-第一调整顶丝，2-第二调整顶丝，3-第三调整顶丝，4-第四调整顶丝，5-第五调整顶丝，6-第六调整顶丝，7-第七调整顶丝，8-第八调整顶丝，10-第一拉簧组件，11-第二拉簧组件，12-第三拉簧组件，13-第四拉簧组件，14-第五拉簧组件，15-第六拉簧组件，16-第七拉簧组件，17-第八拉簧组件，18-第九拉簧组件，19-第一弹簧组件，20-第二弹簧组件，21-第一顶丝组件，22-第二顶丝组件，23-第三顶丝组件，24-第四顶丝组件，25-哈特曼缩束镜头，26-折弯镜筒，27-第一折转镜镜座，28-第二折转镜镜座，29-哈特曼中继镜头，30-折转反射镜，31-哈特曼成像相机，32-相机安装座，33-一层安装板，34-中间滑板，35-底部安装板，36-系统安装板，37-第一钢球，38-第二钢球，39-第三钢球，40-第一压块组件，41-第二压块组件，42-第三压块组件，43-第四压块组件，44-第一拉簧销，45-压块，46-第一拉簧，47-第二拉簧销，48-拉簧座，49-第二拉簧，50-哈特曼安装支座，51-弹簧座，52-弹簧，53-顶丝座，54-第一顶丝，55-折转反射镜压圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-8说明本实施方式，一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：它包括一层安装板33、中间滑板34、底部安装板35、哈特曼波前探测器、调整顶丝、拉簧组件、顶丝组件、弹簧组件和压块组件，一层安装板33和中间滑板34通过多个拉簧组件相连，一层安装板33和中间滑板34之间设置有多个调整顶丝，中间滑板34与底部安装板35之间通过多个压块组件进行弹性压紧相连，底部安装板35与系统安装板36相连，系统安装板36上设置有顶丝组件和弹簧组件，顶丝组件包括第一顶丝组件21、第二顶丝组件22、第三顶丝组件23和第四顶丝组件24，第三顶丝组件23和第四顶丝组件24结构相同并沿一层安装板33左右两侧对称设置，第三顶丝组件23和第四顶丝组件24中的第一顶丝54与一层安装板33接触，第一顶丝组件21和第二顶丝组件22结构相同并沿中间滑板34前后方向同侧设置，弹簧组件沿中间滑板34前后方向与第一顶丝组件21和第二顶丝组件22相对设置，第一顶丝组件21和第二顶丝组件22中的第二顶丝与中间滑板34接触，弹簧组件中的弹簧52与中间滑板34接触，哈特曼波前探测器安装在一层安装板33上。
本实施例哈特曼波前探测器包括哈特曼缩束镜头25、折弯镜筒26、第一折转镜镜座27、第二折转镜镜座28、哈特曼中继镜头29、折转反射镜30和哈特曼成像相机31，折弯镜筒26为呈U型弯折的一体件结构，为保证哈特曼镜筒的有效长度且尺寸尽可能小，将哈特曼镜筒设计为双折弯U型结构。折弯镜筒26中部设置有两个45°倾斜面，该倾斜面与该镜筒的中轴线呈45°夹角，第一折转镜镜座27和第二折转镜镜座28平行于倾斜面并分别设置在两个倾斜面上，折转反射镜30通过折转反射镜压圈55设置在第一折转镜镜座27和第二折转镜镜座28上，第一折转镜镜座27通过螺钉与折弯镜筒26连接，实现折转反射镜30固定在折弯镜筒26上；折弯镜筒26的一端与哈特曼缩束镜头25相连，折弯镜筒26的另一端与哈特曼中继镜头29相连，哈特曼缩束镜头25和哈特曼中继镜头29均与折弯镜筒26连通，哈特曼成像相机31与哈特曼中继镜头29同轴布置，哈特曼波前探测器通过哈特曼安装支座50安装在一层安装板33上，哈特曼成像相机31通过相机安装座32设置在一层安装板33上。
为保证该调整平台能够有沿Z方向旋转的自由度，一层安装板33和中间滑板34之间设置有三个钢球衔接，三个钢球分别为第一钢球37、第二钢球38和第三钢球39，中间滑板34上开设有滑槽，第一钢球37、第二钢球38和第三钢球39均设置在滑槽上，钢球能够在中间滑板开槽处运动，目的是当两板之间调整空间位置时两板之间平稳过渡。
调整顶丝数量为八个，分别为第一调整顶丝1、第二调整顶丝2、第三调整顶丝3、第四调整顶丝4、第五调整顶丝5、第六调整顶丝6、第七调整顶丝7和第八调整顶丝8，八个调整顶丝沿一层安装板33周向布置。通过调整顶丝和拉簧组件使一层安装板33和中间滑板34之间形成弹性连接。压块组件包括第一拉簧销44、压块45和第一拉簧46，第一拉簧46两端均分别连接一个第一拉簧销44，两个第一拉簧销44均分别连接一个压块45，两个压块45分别设置在中间滑板34和底部安装板35的挖槽处。压块组件数量为四个，分别为第一压块组件40、第二压块组件41、第三压块组件42和第四压块组件43，四个压块组件沿中间滑板34周向布置，使中间滑板34与底部安装板35之间能够沿X方向移动。拉簧组件包括第二拉簧销47、拉簧座48和第二拉簧49，第二拉簧49两端均分别连接一个第二拉簧销47，两个第二拉簧销47均分别连接一个拉簧座48，两个拉簧座48分别设置在一层安装板33和中间滑板34的挖槽处。更进一步的，拉簧组件数量为九个，分别为第一拉簧组件10、第二拉簧组件11、第三拉簧组件12、第四拉簧组件13、第五拉簧组件14、第六拉簧组件15、第七拉簧组件16、第八拉簧组件17和第九拉簧组件18，其中八个拉簧组件沿一层安装板33周向布置，另一个拉簧组件设置在一层安装板33中心位置。弹簧组件数量为两个，分别为第一弹簧组件19和第二弹簧组件20，第一弹簧组件19和第二弹簧组件20相对于第一顶丝组件21和第二顶丝组件22设置，弹簧52与弹簧座51相连，弹簧座51与系统安装板36相连，第一顶丝54和第二顶丝均分别与顶丝座53相连，顶丝座53与系统安装板36相连。通过拧紧或旋松第三顶丝组件23的顶丝和第四顶丝组件24的顶丝推动一层安装板33，实现哈特曼波前探测器调整平台绕Z轴旋转
本实施例为一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置的使用方法，它包括以下步骤：
步骤1：搭建哈特曼波前探测装置，将哈特曼波前探测器固定在一层安装板33上，用螺钉把哈特曼波前探测器拧紧在哈特曼安装支座50上，将哈特曼安装支座50与一层安装板33之间用螺钉拧紧，将哈特曼成像相机31通过相机安装座32安装在一层安装板33上；
步骤2：检测光束由哈特曼缩束镜头25进入哈特曼波前探测器，经过哈特曼折弯镜筒26进行两次折转，光束经过微透镜阵列后进入哈特曼中继镜头29，再通过哈特曼成像相机31将微透镜阵列光斑成像到显示器上；
步骤3：在步骤2中由成像显示器显示出哈特曼微透镜阵列光斑成像图，根据该光斑成像图获得阵列光斑的位置和大小，通过光斑位置大小与网格位置大小的比对，确定哈特曼波前探测装置的相应位置，若阵列光斑大于网格，且光斑较暗，则需要调整相机靶面与哈特曼中继镜头29的距离，使哈特曼镜头的成像焦点与相机靶面重合；
步骤4：若光束进入哈特曼缩束镜头25口径时有沿Y轴方向的水平偏移，通过拧紧第一顶丝组件21和第二顶丝组件22，中间滑板34将带动一层安装板33沿Y轴正向运动；反之，拧松第一顶丝组件21和第二顶丝组件22，由第一弹簧组件19和第二弹簧组件20的弹力作用下，沿Y轴负向运动；若光束进入哈特曼缩束镜头25口径时有沿Z轴方向的偏移，通过拧紧八个调整顶丝至相同高度，在调整顶丝的推动下，一层安装板33与中间滑板34之间距离增加，即哈特曼波前探测器整体升高，反之，同时拧松八个调整顶丝，一层安装板33和中间滑板34会在九个拉簧组件拉力的作用下距离减小，向Z轴负向运动；
步骤5：通过步骤4的调整，光束已经能够通过哈特曼缩束镜头25的中心口径入射，若光束呈一定角度向上偏转入射进哈特曼缩束镜头25，此时可通过拧紧第二调整顶丝2、第三调整顶丝3、第四调整顶丝4、第五调整顶丝5和第六调整顶丝6，相应的拧松第一调整顶丝1、第七调整顶丝7和第八调整顶丝8，使一层安装板33成一定角度向下倾斜，即一层安装板33沿Y轴转动，达到光束与哈特曼缩束镜头25水平入射的要求；若光束呈一定角度向Y轴正向偏转入射进哈特曼缩束镜头25，此时可通过拧紧第三顶丝组件23，拧松第四顶丝组件24，使一层安装板33往Y轴负向转动，即一层安装板33沿Z轴旋转，达到光束与哈特曼缩束镜头25水平入射要求。
以上对本发明所提供的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：它包括一层安装板(33)、中间滑板(34)、底部安装板(35)、哈特曼波前探测器、调整顶丝、拉簧组件、顶丝组件、弹簧组件和压块组件，所述一层安装板(33)和中间滑板(34)通过多个拉簧组件相连，所述一层安装板(33)和中间滑板(34)之间设置有多个调整顶丝，所述中间滑板(34)与底部安装板(35)之间通过多个压块组件进行弹性压紧相连，所述底部安装板(35)与系统安装板(36)相连，所述系统安装板(36)上设置有顶丝组件和弹簧组件，所述顶丝组件包括第一顶丝组件(21)、第二顶丝组件(22)、第三顶丝组件(23)和第四顶丝组件(24)，所述第三顶丝组件(23)和第四顶丝组件(24)结构相同并沿一层安装板(33)左右两侧对称设置，所述第三顶丝组件(23)和第四顶丝组件(24)中的第一顶丝(54)与一层安装板(33)接触，所述第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)结构相同并沿中间滑板(34)前后方向同侧设置，所述弹簧组件沿中间滑板(34)前后方向与第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)相对设置，所述第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)中的第二顶丝与中间滑板(34)接触，所述弹簧组件中的弹簧(52)与中间滑板(34)接触，所述哈特曼波前探测器安装在一层安装板(33)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述哈特曼波前探测器包括哈特曼缩束镜头(25)、折弯镜筒(26)、第一折转镜镜座(27)、第二折转镜镜座(28)、哈特曼中继镜头(29)、折转反射镜(30)和哈特曼成像相机(31)，所述折弯镜筒(26)为呈U型弯折的一体件结构，所述折弯镜筒(26)中部设置有两个45°倾斜面，所述第一折转镜镜座(27)和第二折转镜镜座(28)平行于倾斜面并分别设置在两个倾斜面上，所述折转反射镜(30)通过折转反射镜压圈(55)设置在第一折转镜镜座(27)和第二折转镜镜座(28)上，所述折弯镜筒(26)的一端与哈特曼缩束镜头(25)相连，所述折弯镜筒(26)的另一端与哈特曼中继镜头(29)相连，所述哈特曼缩束镜头(25)和哈特曼中继镜头(29)均与折弯镜筒(26)连通，所述哈特曼成像相机(31)与哈特曼中继镜头(29)同轴布置，所述哈特曼波前探测器通过哈特曼安装支座(50)安装在一层安装板(33)上，所述哈特曼成像相机(31)通过相机安装座(32)设置在一层安装板(33)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述一层安装板(33)和中间滑板(34)之间设置有三个钢球衔接，三个钢球分别为第一钢球(37)、第二钢球(38)和第三钢球(39)，所述中间滑板(34)上开设有滑槽，第一钢球(37)、第二钢球(38)和第三钢球(39)均设置在滑槽上。
4.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述调整顶丝数量为八个，分别为第一调整顶丝(1)、第二调整顶丝(2)、第三调整顶丝(3)、第四调整顶丝(4)、第五调整顶丝(5)、第六调整顶丝(6)、第七调整顶丝(7)和第八调整顶丝(8)，八个调整顶丝沿一层安装板(33)周向布置。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述压块组件包括第一拉簧销(44)、压块(45)和第一拉簧(46)，所述第一拉簧(46)两端均分别连接一个第一拉簧销(44)，两个第一拉簧销(44)均分别连接一个压块(45)，两个压块(45)分别设置在中间滑板(34)和底部安装板(35)的挖槽处。
6.根据权利要求5所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述压块组件数量为四个，分别为第一压块组件(40)、第二压块组件(41)、第三压块组件(42)和第四压块组件(43)，四个压块组件沿中间滑板(34)周向布置。
7.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述拉簧组件包括第二拉簧销(47)、拉簧座(48)和第二拉簧(49)，所述第二拉簧(49)两端均分别连接一个第二拉簧销(47)，两个第二拉簧销(47)均分别连接一个拉簧座(48)，两个拉簧座(48)分别设置在一层安装板(33)和中间滑板(34)的挖槽处。
8.根据权利要求7所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述拉簧组件数量为九个，分别为第一拉簧组件(10)、第二拉簧组件(11)、第三拉簧组件(12)、第四拉簧组件(13)、第五拉簧组件(14)、第六拉簧组件(15)、第七拉簧组件(16)、第八拉簧组件(17)和第九拉簧组件(18)，其中八个拉簧组件沿一层安装板(33)周向布置，另一个拉簧组件设置在一层安装板(33)中心位置。
9.根据权利要求1所述的一种用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置，其特征在于：所述弹簧组件数量为两个，分别为第一弹簧组件(19)和第二弹簧组件(20)，第一弹簧组件(19)和第二弹簧组件(20)相对于第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)设置，所述弹簧(52)与弹簧座(51)相连，所述弹簧座(51)与系统安装板(36)相连，所述第一顶丝(54)和第二顶丝均分别与顶丝座(53)相连，所述顶丝座(53)与系统安装板(36)相连。
10.一种如权利要求1所述的用于激光通信光学系统的哈特曼波前探测装置的使用方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1：搭建哈特曼波前探测装置，将哈特曼波前探测器固定在一层安装板(33)上，用螺钉把哈特曼波前探测器拧紧在哈特曼安装支座(50)上，将哈特曼安装支座(50)与一层安装板(33)之间用螺钉拧紧，将哈特曼成像相机(31)通过相机安装座(32)安装在一层安装板(33)上；
步骤2：检测光束由哈特曼缩束镜头(25)进入哈特曼波前探测器，经过哈特曼折弯镜筒(26)进行两次折转，光束经过微透镜阵列后进入哈特曼中继镜头(29)，再通过哈特曼成像相机(31)将微透镜阵列光斑成像到显示器上；
步骤3：在步骤2中由成像显示器显示出哈特曼微透镜阵列光斑成像图，根据该光斑成像图获得阵列光斑的位置和大小，通过光斑位置大小与网格位置大小的比对，确定哈特曼波前探测装置的相应位置，若阵列光斑大于网格，且光斑较暗，则需要调整相机靶面与哈特曼中继镜头(29)的距离，使哈特曼镜头的成像焦点与相机靶面重合；
步骤4：若光束进入哈特曼缩束镜头(25)口径时有沿Y轴方向的水平偏移，通过拧紧第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)，中间滑板(34)将带动一层安装板(33)沿Y轴正向运动；反之，拧松第一顶丝组件(21)和第二顶丝组件(22)，由第一弹簧组件(19)和第二弹簧组件(20)的弹力作用下，沿Y轴负向运动；若光束进入哈特曼缩束镜头(25)口径时有沿Z轴方向的偏移，通过拧紧八个调整顶丝至相同高度，在调整顶丝的推动下，一层安装板(33)与中间滑板(34)之间距离增加，即哈特曼波前探测器整体升高，反之，同时拧松八个调整顶丝，一层安装板(33)和中间滑板(34)会在九个拉簧组件拉力的作用下距离减小，向Z轴负向运动；
步骤5：通过步骤4的调整，光束已经能够通过哈特曼缩束镜头(25)的中心口径入射，若光束呈一定角度向上偏转入射进哈特曼缩束镜头(25)，此时可通过拧紧第二调整顶丝(2)、第三调整顶丝(3)、第四调整顶丝(4)、第五调整顶丝(5)和第六调整顶丝(6)，相应的拧松第一调整顶丝(1)、第七调整顶丝(7)和第八调整顶丝(8)，使一层安装板(33)成一定角度向下倾斜，即一层安装板(33)沿Y轴转动，达到光束与哈特曼缩束镜头(25)水平入射的要求；若光束呈一定角度向Y轴正向偏转入射进哈特曼缩束镜头(25)，此时可通过拧紧第三顶丝组件(23)，拧松第四顶丝组件(24)，使一层安装板(33)往Y轴负向转动，即一层安装板(33)沿Z轴旋转，达到光束与哈特曼缩束镜头(25)水平入射要求。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2212824Y (zh) * | 1993-07-20 | 1995-11-15 | 李世忱 | 一种四维板簧式光学调整架 |
| US20030038921A1 (en) * | 2001-03-15 | 2003-02-27 | Neal Daniel R. | Tomographic wavefront analysis system and method of mapping an optical system |
| US20120019813A1 (en) * | 2009-02-13 | 2012-01-26 | Hitachi, Ltd. | Wavefront aberration measuring method and device therefor |
| CN102564611A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-07-11 | 西安电子科技大学 | 大功率激光波前测量仪及波前测量方法 |
| CN110161646A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 三维光学调整架 |
| CN209587368U (zh) * | 2019-03-13 | 2019-11-05 | 中国电建集团河南工程有限公司 | 移动式地热流体管道支架 |
| CN211121092U (zh) * | 2019-12-23 | 2020-07-28 | 施努卡(苏州)智能装备有限公司 | 一种三维光学扫描调节平台 |
| CN111558772A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-21 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种激光二极管光束指向调节装置及调节方法 |
| CN111983764A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 北京中龙益诚科技有限公司 | 一种笼式五轴光学调整架 |
| CN112769479A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 长春理工大学 | 一种能够抗湍流与振动的一体式无线激光通信系统及方法 |
| CN213518876U (zh) * | 2020-12-07 | 2021-06-22 | 沈阳建筑大学 | 一种物理光学实验模拟教具 |
| CN113295044A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-24 | 长春理工大学 | 一种小型机载激光武器高精度光束控制装置及控制方法 |
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202110985296.7A patent/CN113790807A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2212824Y (zh) * | 1993-07-20 | 1995-11-15 | 李世忱 | 一种四维板簧式光学调整架 |
| US20030038921A1 (en) * | 2001-03-15 | 2003-02-27 | Neal Daniel R. | Tomographic wavefront analysis system and method of mapping an optical system |
| US20120019813A1 (en) * | 2009-02-13 | 2012-01-26 | Hitachi, Ltd. | Wavefront aberration measuring method and device therefor |
| CN102564611A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-07-11 | 西安电子科技大学 | 大功率激光波前测量仪及波前测量方法 |
| CN209587368U (zh) * | 2019-03-13 | 2019-11-05 | 中国电建集团河南工程有限公司 | 移动式地热流体管道支架 |
| CN110161646A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 三维光学调整架 |
| CN111983764A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 北京中龙益诚科技有限公司 | 一种笼式五轴光学调整架 |
| CN211121092U (zh) * | 2019-12-23 | 2020-07-28 | 施努卡(苏州)智能装备有限公司 | 一种三维光学扫描调节平台 |
| CN111558772A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-08-21 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种激光二极管光束指向调节装置及调节方法 |
| CN213518876U (zh) * | 2020-12-07 | 2021-06-22 | 沈阳建筑大学 | 一种物理光学实验模拟教具 |
| CN112769479A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-07 | 长春理工大学 | 一种能够抗湍流与振动的一体式无线激光通信系统及方法 |
| CN113295044A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-24 | 长春理工大学 | 一种小型机载激光武器高精度光束控制装置及控制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘春阳等: "自基准哈特曼波前测量装置的研制", 《光学技术》 * |
| 李文杰等: "哈特曼探测器的高精度调节机构", 《光学精密工程》 * |
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