CN207439442U - 一种激光接收发射部件调试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光接收发射部件调试设备，包括接收光路串轴调测单元和接收发射光路调测单元，所述接收光路串轴调测单元包括对心器a、对心器b、辅助分划板a、接收发射物镜、会聚物镜组、辅助分划板b、辅助分划板c、调测器座和夹具，所述接收发射光路调测单元包括测试装置、光学平台和控制系统，所述测试装置设置在光学平台上且与控制系统相连。本实用新型采用自动控制技术和图像处理技术实现操作自动化、工艺程序化、结果数字化，并具备智能质量控制功能。在保证测试精度的前提下，减少人为操作，确保流程正确、提高了调测效率。

Description

一种激光接收发射部件调试设备

技术领域

本实用新型涉及光学测试设备技术领域，特别涉及一种激光接收发射部件调试设备。

背景技术

激光发射与接收电路由光学元件、结构件、光电探测器等组成，为了使组装的零部件符合光路设计要求，在进行装配与调试过程中必须保证各部件同轴度、垂直度和空间位置要求，现有的调试设备对于激光接收发射与接收电路需要分开测试，测试功能单一，测试步骤繁琐。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的激光接收与发射电路测试设备测试功能单一且测试步骤繁琐的问题，本实用新型提供了一种激光接收发射部件调试设备。

具体技术方案如下：

一种激光接收发射部件调试设备，包括接收光路串轴调测单元和接收发射光路调测单元，所述接收光路串轴调测单元包括对心器a、对心器b、辅助分划板a、接收发射物镜、会聚物镜组、辅助分划板b、辅助分划板c、调测器座和夹具，所述辅助分划板a设置在接收发射物镜座内，所述对心器b与夹具相对设置，所述辅助分划板a与接收发射物镜相对设置，所述辅助分划板b与会聚物镜组相对设置，所述辅助分划板c与调测器座相对设置，所述辅助分划板a、辅助分划板b和辅助分划板c与对心器a在同一轴线上，所述接收发射光路调测单元包括测试装置、光学平台和控制系统，所述测试装置设置在光学平台上且与控制系统相连。

优选的，所述测试装置包括1064平行光管、显微CCD、二维调节导轨、产品夹具和工艺电源，所述产品夹具用于定位安装被测产品，所述工艺电源用于为被测产品供电，所述显微CCD设置在二维调节导轨上，所述1064平行光管与显微CCD相对设置，还包括微功率测量仪、电动光束偏转器、反射式平行光管、1064模拟光源、成像检查显示装置和光斑成像分析装置，所述电动光束偏转器与反射式平行光管相对设置，所述成像检查显示装置设置在电动光束偏转器和反射式平行光管之间，所述1064模拟光源照射在反射式平行光管上，所述微功率测量仪用于测量入射光功率，所述光斑分析成像装置用于分析发射激光光斑与光束质量。

优选的，所述对心器a与对心器b经反射镜后光轴夹角:90°±10"；对心器a与对心器b光轴中心的同轴度误差≤±0.5mm；对心器b光轴经反射镜后的光轴与被测产品入射光窗的不垂直度误差:≤10"。

优选的，所述成像检测显示装置光轴与产品装配基准面的不垂直度误差:≤10"。

优选的，所述成像检测显示装置分划线其一与红外平行光管分划线平行度误差:≤1°。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)采用自动控制技术和图像处理技术实现操作自动化、工艺程序化、结果数字化，并具备智能质量控制功能。在保证测试精度的前提下，减少人为操作，确保流程正确、提高调测效率；

(2)设备整体结构精巧，全封闭铝合金罩保护设备光学部件，防止误操作导致经过校正的光学部件位置精度走动；

(3)发挥计算机的优势，操作界面人机友好，调测步骤按照设计的程序进行，每道工序可以设置调测注意事项的提示，前道工序未进行或调测精度未到达设计要求时，无法进行下道工序的操作，直至每道工序调测符合设计要求，确保了产品装配质量；

(4)设备操作流程可以随装配工艺的调整而调整，软件具备扩展功能。

附图说明

图1为接收光路调测单元设备组成图图；

图2为接收光路同轴度串轴调测光学原理图；

图3为接收光路垂直度调测光学原理图；

图4为接收光路反射镜调测光学原理图；

图5为发射单元调测设备组成图；

图6发射光路折光反射镜调测光学原理

图7激光器安装座调测光学原理

图8接收视场与灵敏度检测光学原理

图中，1-对心器a，2-对心器b，3-夹具，4-辅助分划板a，5-接收发射物镜，6-辅助分划板b，7-会聚物镜组，8-辅助分划板c，9-调测器座，10-1064平行光管，11-二维调节导轨，12-显微CCD，13-产品支架，14-工艺电源，15-微功率测量仪，16-电动光束偏转器，17-反射式平行光管，18-1064模拟光源，19-成像检查显示装置，20-光斑成像分析装置，21-成像CCD,22-折光反射镜，23-辅助分划板d，24-辅助分划板e，25-离焦调节导轨，26-示波器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型公开了一种激光接收发射部件调试设备，包括接收光路串轴调测单元和接收发射光路调测单元，接收光路装调以产品发射接收物镜为同轴度基准，以安装基准面为垂直度基准，将折光反射镜22、会聚物镜组座7、反射镜、光电探测器座准确安装到位，确保接收光路同轴度，光轴的垂直度要求。接收光路串轴调测单元包括对心器a1、对心器b2、辅助分划板a4、接收发射物镜5、会聚物镜组7、辅助分划板c86、辅助分划板c、调测器座9和夹具3，辅助分划板a4设置在接收发射物镜5座内，对心器b2与夹具3相对设置，辅助分划板a4与接收发射物镜5相对设置，辅助分划板c86与会聚物镜组7相对设置，辅助分划板c与调测器座9相对设置，辅助分划板a4、辅助分划板c86和辅助分划板c与对心器a1在同一轴线上，接收发射光路调测单元包括测试装置、光学平台和控制系统，测试装置设置在光学平台上且与控制系统相连。其中，对心器a1：具有电动调焦功能、自准值功能、CCD图像显示功能；对心器b2：固定焦距平行光管，发出无穷远目标，与对心器a1对瞄；产品安装夹具3：安装被调测产品部件，并具有同轴度、垂直度安装基准。辅助光学分划板：暗背景亮“十字”像，其中“十字”中心校准到外圆配合机械中心，为光轴中心基准，前表面与外圆配合机械中心垂直，镀有反射膜，具有反射镜功能，作为垂直度基准；辅助分划板有不同大小规格，分别安装在被校正部件安装筒内。辅助光学分划板a：与接收发射物镜5筒配合；辅助光学分划板b：与接收会聚镜座配合；辅助光学分划板c：与探测器座配合；辅助照明光源：必要时照明辅助分划板；辅助校正工装：用于调测设备定期标定；光学平台：支撑平台；控制系统：计算机依据调试步骤控制调焦望远镜自动调焦，依据调焦望远镜的自准视频图像，通过采集辅助分划板图像、自准图像，实时测量被调测部件的同轴度、垂直度误差，指导部件的同轴度、垂直度调整。

其中，对心器a1与产品安装支架13装配基准面的不垂直度误差≤10”；

对心器a1中心被测产品出射光窗中心的同轴度误差≤±0.5mm；

对心器a1与对心器b2经反射镜后光轴夹角90°±10"；

对心器a1与对心器b2光轴中心的同轴度误差≤±0.5mm；

对心器b2光轴经反射镜后的光轴与被测产品入射光窗的不垂直度误差≤10"。

接收光路串轴调测单元工作原理，如下：

同轴度校准原理：接收光路同心度串轴调测采用可调焦瞄准镜与辅助分划板结合，以接收发射物镜5的辅助分划板中心为基准，测量其他被测部件的同轴度，如图2所示，将辅助分划板a4放置在接收发射物镜5座内，对心器调焦到辅助分划板a4，记录分划板中心图像，取出辅助分划板a4，对心器调焦到辅助分划板c86，修切(或调整)会聚物镜座，直至辅助分划板c86中心与记录的辅助分划板a4中心重合，取出辅助分划板c86，对心器调焦到辅助分划板c，修切(或调整)反射镜2，直至辅助分划板c中心与记录的辅助分划板a4中心重合，实现接收光路串轴调测。

垂直度校准原理：被调测部件的垂直度校准原理与同轴度方法类似，所不同的是：对于对心器来说，同轴度串轴校准，对心器是有限距离成像，对不同距离上的辅助分划板需要进行调焦，垂直度校准，对心器是无穷远距离校准，对心器所成的像是自准像。如图3：利用辅助分划板作为可调焦瞄准镜的自准反射镜，记录与比对的是自准像，以接收发射物镜5处的辅助分划板a4自准像为基准，比对与调试(或修切)被测部件自准像，使辅助分划板c86、c的自准像与辅助分划板a4自准像重合，实现垂直度校准。

反射镜空间位置校准原理：调测设备利用辅助校正工装，预先校准对心器a1、b光路的垂直度，同时，采用自准法使对心器与产品夹具3定位面垂直，确定好产品夹具3位置，反射镜1加入接收光路后，对心器b2的瞄标经过反射镜1在对心器a1中成像，修切(或调整)反射镜1，使对心器b2的瞄标像与对心器瞄标重合，确定了反射镜1空间位置，如图4：实际串轴调测时，同轴度、垂直度、反射镜空间位置相互关联，由于调测设备对心器a1采用电动调焦，可以随时监测被调部件的同轴度、垂直度、反射镜的空间位置，并经过图像解算可以实时测量出其偏差方向与偏差量，指导装配使进行调整(或修切)。

如图5所示，测试装置包括1064平行光管10、显微CCD12、二维调节导轨11、产品夹具3和工艺电源14，产品夹具3用于定位安装被测产品，工艺电源14用于为被测产品供电，显微CCD12设置在二维调节导轨11上，1064平行光管10与显微CCD12相对设置，还包括微功率测量仪15、电动光束偏转器16、反射式平行光管17、1064模拟光源18、成像检查显示装置19和光斑成像分析装置20，电动光束偏转器16与反射式平行光管17相对设置，成像检查显示装置19设置在电动光束偏转器16和反射式平行光管17之间，1064模拟光源18照射在反射式平行光管17上，微功率测量仪15用于测量入射光功率，光斑分析成像装置用于分析发射激光光斑与光束质量。接收发射光路调测单元一方面以接收发射物镜5为基准，分别将发射折光反射镜22、激光器座调测到要求的同轴度、垂直度技术指标以内，以确保发射光路符合技术要求，另一方面，进行接收发射组合性能调测，其中包括接收试场和接收灵敏度技术指标。

如图5所示，接收发射光路与接收性能调测单元由以下部件组成：1064平行光管10：提供波长为1064nm无穷远红外目标；显微CCD12：用于同轴度对心二维调节导轨11：显微CCD12工作位置切换；产品夹具3：定位安装被测产品；工艺电源14：为被测产品提供工作电源；微功率测量仪15：测量入射光功率；电动光束偏转器16：改变模拟光源出射光角度，测量接收视场；成像检查显示装置19对1064平行光管10目标成像；反射式平行光管17：模拟无穷远激光；1064模拟光源18：与反射式平行光管17一起组成模拟激光器；光斑成像分析装置20：分析发射激光光斑与光束质量；光学平台：支撑平台；控制系统：运动控制、图像采集，参数测量，实现调测自动化与半自动化。

其中，激光模拟器光轴与产品安装基准面的不垂直度误差≤10"；

激光模拟器光束中心与被测产品光窗中心的同轴度误差≤±0.5mm；

光源光束偏转器与激光模拟器光轴平行度误差≤10"；

成像检测显示装置光轴与产品装配基准面的不垂直度误差≤10"；

成像检测显示装置分划线其一与红外平行光管分划线平行度误差≤1°；

红外平行光管光轴与产品装配基准面平行度误差≤10"；

红外平行光管光轴与被测产品入射光窗的不垂直度误差≤10"；

红外平行光管分划线其一与产品装配基准面平行度误差≤1°；

工具显微镜位移轴与产品装配基准面平行度误差≤10"；

工具显微镜位移轴与被测产品入射光窗的不垂直度误差≤10"；

工具显微镜位移轴在70mm长度上与被测产品入射光窗中心同轴度误差≤0.05mm。

发射光路调测原理：反射镜光路由发射激光器、折光反射镜22、发射物镜组成，因发射物镜与接收物镜共轴，发射光路的调测基准与接收光路具有相同的基准，都为接收发射物镜5安装定位基准，发射光路需要调测折光反射镜22、激光器安装座。由于发射光路中发射物镜参与光路调测，其光路调测必须在波长为1064nm的条件下进行。

发射光路折光反射镜22调测原理；如图6所示，调测装置预先将1064平行光管10光轴与成像检查显示装置19光轴校正垂直，且产品夹具3定位面与光轴同轴、垂直，发射折光反射镜22加入发射光路后，1064平行光管10目标经折光反射镜22、发射物镜后在成像检查显示装置19的CCD上成像，当目标像与电子瞄标存在偏差时，校正(或修切)折光反射镜22座，直至目标像与目标重合，折光反射镜22定位完成。

激光器座调测原理：如图7所示，发射光路折光发射镜位置确定后，以折光反射镜22入射口机械轴为基准，调测激光器座的安装同轴度，采用辅助分划板与显微CCD12进行同轴度调测。在反射镜入射口内装入辅助分划板d23，安装在二维移动导轨上的显微CCD12移动到光轴上(移动位置预先已校正)对辅助分划板d23成像，并记录“十字”中心图像，在激光器座内装入辅助分划板e24，移动显微CCD12(预先已校正在光轴上移动)使分划板5成像，比对分划板5“十字”中心与分划板4“十字”中心，存在偏差时，调整(或修切)激光器座，直至“十字”重合，激光器座同轴度校正完成，装入激光器，并发射激光，在成像检测显示装置(必须离焦或衰减)内检测激光光斑与电子瞄标之间的偏差，必要时修切(调整)激光器座，直至激光光斑与目标重合，发射激光光轴与接收光轴共轴校正完成，用光斑成像分析装置20对所发射激光的光斑与光束质量进行分析，以检测产品发射激光器的质量。

接收视场与接收灵敏度调测原理：如图8所示，由调测设备模拟光源发出模拟激光，经光束偏转器后，改变模拟激光入射角，进入产品接收光路与光电探测器，用示波器26检测光电探测器信号幅度来检测产品接收视场，调节模拟光源的输出功率，用微功率测量仪15在激光模拟器出射口检测输出光功率，用示波器26检测产品光电探测器输出信号幅度，检测产品的接收灵敏度。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种激光接收发射部件调试设备，其特征在于：包括接收光路串轴调测单元和接收发射光路调测单元，所述接收光路串轴调测单元包括对心器a、对心器b、辅助分划板a、接收发射物镜、会聚物镜组、辅助分划板b、辅助分划板c、调测器座和夹具，所述辅助分划板a设置在接收发射物镜座内，所述对心器b与夹具相对设置，所述辅助分划板a与接收发射物镜相对设置，所述辅助分划板b与会聚物镜组相对设置，所述辅助分划板c与调测器座相对设置，所述辅助分划板a、辅助分划板b和辅助分划板c与对心器a在同一轴线上，所述接收发射光路调测单元包括测试装置、光学平台和控制系统，所述测试装置设置在光学平台上且与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的激光接收发射部件调试设备，其特征在于：所述测试装置包括1064平行光管、显微CCD、二维调节导轨、产品夹具和工艺电源，所述产品夹具用于定位安装被测产品，所述工艺电源用于为被测产品供电，所述显微CCD设置在二维调节导轨上，所述1064平行光管与显微CCD相对设置，还包括微功率测量仪、电动光束偏转器、反射式平行光管、1064模拟光源、成像检查显示装置和光斑成像分析装置，所述电动光束偏转器与反射式平行光管相对设置，所述成像检查显示装置设置在电动光束偏转器和反射式平行光管之间，所述1064模拟光源照射在反射式平行光管上，所述微功率测量仪用于测量入射光功率，所述光斑分析成像装置用于分析发射激光光斑与光束质量。

3.根据权利要求1所述的激光接收发射部件调试设备，其特征在于：所述对心器a与对心器b经反射镜后光轴夹角：90°±10"；对心器a与对心器b光轴中心的同轴度误差≤±0.5mm；对心器b光轴经反射镜后的光轴与被测产品入射光窗的不垂直度误差：≤10"。

4.根据权利要求2所述的激光接收发射部件调试设备，其特征在于：所述成像检查显示装置光轴与产品装配基准面的不垂直度误差≤10"。

5.根据权利要求2所述的激光接收发射部件调试设备，其特征在于：所述成像检查显示装置分划线其一与红外平行光管分划线平行度误差≤1°。