CN115145020A - 一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学装调技术领域，特别涉及一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统及方法。该光学装调系统仅包括第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置，整体结构简单；通过第一反射装置反射激光发生装置发射的激光束至第二反射装置；第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，调节第一反射装置和第二反射装置的反射角度，使得激光束在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑(光环)，即完成激光束调平行于光学平台；整个调平过程简单快速。
Description
技术领域
本发明涉及光学装调技术领域，特别涉及一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统及方法。
背景技术
对于准直激光二极管和光纤耦合器，具有所谓的指向角，激光发生装置的发射的激光的激光方向平行于前端面法线，但实际激光方向和法线有角度差；现有的找平行方法通常使用自准直仪反复对光进行调整，自准直仪价格昂贵，且操作繁琐，校准耗时长。因此，业内继续一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统及方法，解决背景技术中现有自准直仪校准方式存在的操作繁琐且耗时长的技术问题。
本发明提供一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括光学平台以及间隔设置于光学平台上的激光发生装置、第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置；
激光发生装置用以发射激光束；第一反射装置和第二反射装置用以反射激光束，第一反射装置反射激光束至第二反射装置；第一光阑装置和第二光阑装置用以反射的激光束成像，第一反射装置和第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，且在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑，完成激光束调平行于光学平台。
进一步地，第一反射装置包括第一光学调整架和第一反射境；第一反射境设置于第一光学调整架，第一光学调整架用以调节第一反射境的高度和偏转角度；
第二反射装置包括第二光学调整架和第二反射境；第二反射境设置于第二光学调整架，第二光学调整架用以调节第二反射境的高度和偏转角度。
进一步地，第一光阑装置包括第三光学调整架和第一光阑；第一光阑设置于第三光学调整架，第三光学调整架用以调节第一光阑的高度和偏转角度；第二光阑装置包括第四光学调整架和第二光阑；第二光阑设置于第四光学调整架，第四光学调整架用以调节第二光阑的高度和偏转角度。
进一步地，第一光学调整架、第二光学调整架、第三光学调整架和第四光学调整架结构相同。
进一步地，第一光学调整架包括底座、升降结构和角度调节结构；底座上设有升降结构，升降结构上设有角度调节结构，角度调节结构上设有所需调节构件；升降结构用以调控角度调节结构及所需调节构件的高度，角度调节结构用以调节所需调节构件的偏转角度(俯仰角度以及所在水平面的方位角度)。
进一步地，升降结构包括内管、外管、齿轮齿条结构和旋钮，外管套设在内管上，齿轮齿条结构设于内管和外管之间，齿条一侧与内管相连，齿条另一侧与齿轮配合连接，旋钮设于外管的外璧，且旋钮连接齿轮，转动旋钮带动齿轮转动，实现齿条及内管的升降；外管和内管的外璧均设有刻度线，刻度线用以显示升降高度。
进一步地，第一反射镜、第二反射镜、第一光阑和第二光阑为相同尺寸的构件；第一反射镜和第二反射镜的结构相同，第一光阑和第二光阑结构相同。
进一步地，光学平台的安装表面设有均匀排列的多个指示小孔；多个指示小孔沿安装表面的竖向和横向方向均匀排列，均匀排列指示小孔可作为标记指示光学平台横向和竖向方向的距离。
进一步地，激光发生装置和第一反射装置两者的间隔距离与第一反射装置和第二反射装置两者的间隔距离成比例设置；第一光阑装置与第二反射装置两者的间隔距离与第一光阑装置和第二光阑装置两者的间隔距离成比例设置。
本发明涉及一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括上述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括以下步骤：
激光发生装置发射激光束；
在激光束的行进方向放置第一反射装置，调节第一反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第一反射镜中心或第一反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
在第一反射装置反射的激光束行进方向，放置第二反射装置，调节第二反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第二反射镜中心或第二反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
在第二反射装置反射的激光束行进方向依次间隔放置第一光阑装置和第二光阑装置；调整第一光阑和第二光阑的高度，使得激光束依次穿过第一光阑和第二光阑的中心孔；
调整第一反射镜和第二反射镜的偏转角度，直至第一光阑和第二光阑的中心孔外边缘均呈现清晰的光环，激光束与光学平台调平。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的技术方案中，光学装调系统仅包括第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置，整体结构简单；通过第一反射装置反射激光发生装置发射的激光束至第二反射装置；第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，调节第一反射装置和第二反射装置的反射角度，使得激光束在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑(光环)，即完成激光束调平行于光学平台；整个调平过程简单快速。
附图说明
图1为本发明的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统的结构示意图；
图2为发明的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统的光路传播示意框图；
其中，1、激光发生装置，2、第一反射镜装置，3、第二反射镜装置，4、第一光阑装置，5、第二光阑装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括光学平台以及间隔设置于光学平台上的激光发生装置1、第一反射装置2、第二反射装置3、第一光阑装置4和第二光阑装置5；
激光发生装置用以发射激光束；第一反射装置和第二反射装置用以反射激光束，第一反射装置反射激光束至第二反射装置；第一光阑装置和第二光阑装置用以反射的激光束成像，第一反射装置和第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，且在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑，完成激光束调平行于光学平台。
具体地，第一反射装置包括第一光学调整架和第一反射境；第一反射境设置于第一光学调整架，第一光学调整架用以调节第一反射境的高度和偏转角度；第二反射装置包括第二光学调整架和第二反射境；第二反射境设置于第二光学调整架，第二光学调整架用以调节第二反射境的高度和偏转角度。
第一光阑装置包括第三光学调整架和第一光阑；第一光阑设置于第三光学调整架，第三光学调整架用以调节第一光阑的高度和偏转角度；第二光阑装置包括第四光学调整架和第二光阑；第二光阑设置于第四光学调整架，第四光学调整架用以调节第二光阑的高度和偏转角度。
优选的，第一光学调整架、第二光学调整架、第三光学调整架和第四光学调整架结构相同；第一反射镜和第二反射镜的结构相同，第一光阑和第二光阑结构相同；采用相同结减少部件差异化的同时，利于使用相同工序批量生产，提升部件制作效率；第一反射镜、第二反射镜、第一光阑和第二光阑为相同尺寸的构件；相同尺寸的结构有利于保证各装置一致的初始高度，同时方便各装置高度调节的控制。
第一光学调整架包括底座、升降结构和角度调节结构；底座上设有升降结构，升降结构上设有角度调节结构，角度调节结构上设有所需调节构件；升降结构用以调控角度调节结构及所需调节构件的高度，角度调节结构用以调节所需调节构件的俯仰角度以及所在水平面的方位角度(所需调节构件的偏转角度)；角度调节结构为市场上购买的现有设备构件。本实施例中的所需调节构件包括第一反射镜、第二反射镜、第一光阑和第二光阑。
升降结构包括内管、外管、齿轮齿条结构和旋钮，外管套设在内管上，齿轮齿条结构设于内管和外管之间，齿条一侧与内管相连，齿条另一侧与齿轮配合连接，旋钮设于外管的外璧，且旋钮连接齿轮，转动旋钮带动齿轮转动，实现齿条及内管的升降；外管和内管的外璧均设有刻度线，刻度线用以显示升降高度。刻度线的设置，方便各部件的升降高度调节把控，各部件的调节高度清晰的通过刻度线显示出来；另外也便于快速的将各装置调节至相同高度，各部件均调节至相同刻度线处，即可保证一致的初始高度。
本发明提供的技术方案中，本发明的光学调节系统仅包括第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置，整体结构简单；通过第一反射装置反射激光发生装置发射的激光束至第二反射装置；第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，调节第一反射装置和第二反射装置的反射角度，使得激光束在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑(光环)，即完成激光束调平行于光学平台；整个调平过程简单快速。
作为一些可选的实施例，光学平台的安装表面设有均匀排列的多个指示小孔10；多个指示小孔沿安装表面的竖向和横向方向均匀排列，均匀排列指示小孔可作为标记指示光学平台横向和竖向方向的距离。指示小孔之间的距离根据实际需要设置。指示小孔优选螺纹孔，螺纹孔还能够用以光学调整架的底座安装固定，底座上对应设有螺纹孔，底座与光学平台通过螺栓连接固定。
激光发生装置和第一反射装置两者的间隔距离与第一反射装置和第二反射装置两者的间隔距离成比例设置；优选2：1设置；第一光阑装置与第二反射装置两者的间隔距离与第一光阑装置和第二光阑装置两者的间隔距离成比例设置；优选1：2或1：3设置。成比例设置的间隔距离有利于对激光束各段传播距离的把控，保持激光束的传播精准度；同时合理的距离比例设置有利于增强光调平的精度。
本发明提供的技术方案中，光学装调系统仅包括第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置，整体结构简单；通过第一反射装置反射激光发生装置发射的激光束至第二反射装置；第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，调节第一反射装置和第二反射装置的反射角度，使得激光束在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置(中心孔)呈现光斑(光环)，即完成激光束调平行于光学平台；整个调平过程简单快速。
参见图2，本发明还提供一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节方法，包括上述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括以下步骤：
激光发生装置发射激光束；
在激光束的行进方向放置第一反射装置，调节第一反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第一反射镜中心或第一反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
在第一反射装置反射的激光束行进方向，放置第二反射装置，调节第二反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第二反射镜中心或第二反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
要求激光束打在第一反射镜和第二反射镜中心的1/3范围，一方面具有较大激光束调节范围，另一方面有效避免激光束的变形，以及确保光的调平精度。
在第二反射装置反射的激光束行进方向依次间隔放置第一光阑装置和第二光阑装置；调整第一光阑和第二光阑的高度，使得激光束依次穿过第一光阑和第二光阑的中心孔；调整第一反射镜和第二反射镜的偏转角度，直至第一光阑和第二光阑的中心孔外边缘均呈现清晰的光环，激光束与光学平台调平。
本发明的激光传播方向与光学平台平行的光学调节方法的有益效果与本发明的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统的有益效果相对应，不在重复赘述。
以上对本发明的具体实施例进行了描述，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，包括光学平台和设置于光学平台的激光发生装置，其特征在于，包括间隔设置于光学平台上的第一反射装置、第二反射装置、第一光阑装置和第二光阑装置；
激光发生装置用以发射激光束；
第一反射装置和第二反射装置用以反射激光束，第一反射装置反射激光束至第二反射装置；第一光阑装置和第二光阑装置用以反射的激光束成像，第一反射装置和第二反射装置反射的激光束透过第一光阑装置和第二光阑装置，且在第一光阑装置和第二光阑装置相对应的位置呈现光斑，完成激光束调平行于光学平台。
2.根据权利要求1所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，第一反射装置包括第一光学调整架和第一反射境；第一反射境设置于第一光学调整架，第一光学调整架用以调节第一反射境的高度和偏转角度；
第二反射装置包括第二光学调整架和第二反射境；第二反射境设置于第二光学调整架，第二光学调整架用以调节第二反射境的高度和偏转角度。
3.根据权利要求2所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，第一光阑装置包括第三光学调整架和第一光阑；第一光阑设置于第三光学调整架，第三光学调整架用以调节第一光阑的高度和偏转角度；第二光阑装置包括第四光学调整架和第二光阑；第二光阑设置于第四光学调整架，第四光学调整架用以调节第二光阑的高度和偏转角度。
4.根据权利要求3所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，第一光学调整架、第二光学调整架、第三光学调整架和第四光学调整架结构相同。
5.根据权利要求4所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，第一光学调整架包括底座、升降结构和角度调节结构；底座上设有升降结构，升降结构上设有角度调节结构，角度调节结构上设有所需调节构件；升降结构用以调控角度调节结构及所需调节构件的高度，角度调节结构用以调节所需调节构件的偏转角度。
6.根据权利要求5所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，升降结构包括内管、外管、齿轮齿条结构和旋钮，外管套设在内管上，齿轮齿条结构设于内管和外管之间，齿条一侧与内管相连，齿条另一侧与齿轮配合连接，旋钮设于外管的外璧，且旋钮连接齿轮，转动旋钮带动齿轮转动，实现齿条及内管的升降；外管和内管的外璧均设有刻度线，刻度线用以显示升降高度。
7.根据权利要求6所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，第一反射镜、第二反射镜、第一光阑和第二光阑为相同尺寸的构件；第一反射镜和第二反射镜的结构相同，第一光阑和第二光阑结构相同。
8.根据权利要求1-7任意一项中所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，光学平台的安装表面设有均匀排列的多个指示小孔；多个指示小孔沿安装表面的竖向和横向方向均匀排列，均匀排列指示小孔可作为标记指示光学平台横向和竖向方向的距离。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，激光发生装置和第一反射装置两者的间隔距离与第一反射装置和第二反射装置两者的间隔距离成比例设置；第一光阑装置与第二反射装置两者的间隔距离与第一光阑装置和第二光阑装置两者的间隔距离成比例设置。
10.一种激光传播方向与光学平台平行的光学调节方法，包括权利要求1-9任意一项所述的激光传播方向与光学平台平行的光学调节系统，其特征在于，包括以下步骤：
激光发生装置发射激光束；
在激光束的行进方向放置第一反射装置，调节第一反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第一反射镜中心或第一反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
在第一反射装置反射的激光束行进方向，放置第二反射装置，调节第二反射镜的高度和偏转角度，使得激光束打在第二反射镜中心或第二反射镜中心的1/3范围，反射激光束；
在第二反射装置反射的激光束行进方向依次间隔放置第一光阑装置和第二光阑装置；调整第一光阑和第二光阑的高度，使得激光束依次穿过第一光阑和第二光阑的中心孔；
调整第一反射镜和第二反射镜的偏转角度，直至第一光阑和第二光阑的中心孔外边缘均呈现清晰的光环，激光束与光学平台调平。
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