CN215524579U - 一种激光云高仪的光轴平行调试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光云高仪的光轴平行调试系统，包括两个CCD探测器、两个调节支架、激光器、凹面反射镜、计算机、发射光学系统、接收光学系统；激光器发光点位于凹面反射镜的焦平面上；凹面反射镜将反射回的激光照射到发射光学系统和接收光学系统的接收面上；发射光学系统和接收光学系统分别设置在两个调节支架上，发射光学系统和接收光学系统分别与一个CCD探测器的中心对准，将凹面镜反射的激光分别汇聚在两个CCD探测器上；调节支架具有调节的功能；计算机与两个CCD探测器相连，将CCD探测器探测到的信号进行展示。通过对调节支架进行调整，使得两个CCD探测器接收到的光斑分别位于两个CCD探测器正中央，调试速度快、误差小。

Description

一种激光云高仪的光轴平行调试系统

技术领域

本实用新型属于激光测云仪技术领域，具体涉及一种激光云高仪的光轴平行调试系统。

背景技术

激光云高仪是一种利用激光来测量云底高度和云层厚度的大气遥感设备，它的工作原理是，利用激光器向天空发射高频率的激光脉冲，经过光学准直系统后以极小的发散角穿过大气，探测到数十公里高的云层。激光接触到云层后，产生后向散射光，被云高仪的接收系统回收，经过光电探测器转换为电信号，在经过高速AD采集一级后续的反演处理和识别算法，得到云底高度和云层厚度信息。

云高仪的光学系统分为离轴和同轴两种。同轴光学系统具有无视野盲区，接收和返回光路完全重合等优点，但是结构相对复杂且难以处理杂散光。而离轴光学系统虽然具有视野盲区，但是结构简单，发射和接收光路互不干扰。但是为了保证云高仪的探测距离和探测精度，收发光轴必须保持较高的平行度。常用的调试方法如利用平行光管，观察回波信号强度等都存在调整时间长、需要的场地范围大，观察不直观等问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，公开了一种激光云高仪的光轴平行调试系统，用于离轴激光云高仪光学系统的装调，以保证收发光轴的平行。

具体的技术方案如下：

一种激光云高仪的光轴平行调试系统，包括两个CCD探测器、两个调节支架、激光器、凹面反射镜、计算机、发射光学系统、接收光学系统；

所述激光器的波长与云高仪实际所使用的激光器波长相同，可发出连续的激光，激光器正对凹面反射镜并且激光器发光点位于凹面反射镜的焦平面上；

所述凹面反射镜用于反射激光，并将反射回的激光照射到发射光学系统和接收光学系统的接收面上；

所述发射光学系统和接收光学系统分别固定设置在两个调节支架上，发射光学系统和接收光学系统分别与一个CCD探测器的中心对准，并将凹面镜反射的激光分别汇聚在两个CCD 探测器上；

两个所述CCD探测器分别固定设置在两个调节支架上，且两个CCD探测器分别用于接收发射光学系统和接收光学系统收集到的激光并传输到计算机上；

两个所述调节支架均位于激光器的一侧，两个调节支架用于将两个CCD探测器分别与发射光学系统和接收光学系统位于一条直线上，并且调节支架具有水平方向调节和竖直方向调节的功能，通过调整调节支架，使得两个CCD探测器接收到的光斑均分别位于两个CCD探测器正中心；

所述计算机与两个CCD探测器相连，用于将两个CCD探测器探测到的信号进行展示，以便于对调节支架进行调整。

进一步的，还包括有光学平台，所述光学平台用于放置调节支架、激光器和凹面反射镜，从而保证调试系统的稳定性。

进一步的，所述调节支架为三维光学调整架。

进一步的，所述调节支架上设有安装平台。

进一步的，所述发射光学系统和接收光学系统以及两个CCD探测器均分别通过固定座水平固定在安装平台上。

本实用新型的使用原理是：

平行光入射到凹面反射镜上，将会在凹面反射镜的焦平面上汇聚成一点，根据光路可逆的原理，激光器发光点位于凹面反射镜的焦平面上，那么发出的激光经过凹面反射镜的反射后，将会变成平行光。因此激光器可以看成距离发射接收光学系统无穷远的一个光源。调试时，先调整发射端的调节支架，使位于发射端的CCD探测器接收到的光斑位于CCD探测器的正中央，再调节接收端的调节支架，使位于接收端的CCD探测器接收到的光斑也位于CCD 探测器的正中央，最后锁紧调节支架，即完成了对收发光路平行的调节。后续只需将两个CCD 探测器的位置使用激光器和光电探测器进行替换，即可保证光轴的平行。

本实用新型的有益效果体现在：

(1)本系统组件整体放置在光学平台上，稳定性高，保证了测量精度，具有所需场地面积小的特点。

(2)CCD探测器探测到的信号能够在计算机上直观展示，从而便于平行光轴的调试，保证了光轴的平行度。

(3)通过对调节支架进行调整，使得两个CCD探测器接收到的光斑分别位于两个CCD 探测器正中央，调试速度快、误差小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中调节支架的结构示意图。

附图标记说明

CCD探测器1、调节支架2、安装平台21、固定座22、激光器3、凹面反射镜4、计算机5、发射光学系统6、接收光学系统7、光学平台8。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。本实用新型中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，一种激光云高仪的光轴平行调试系统，包括两个CCD探测器1、两个调节支架2、激光器3、凹面反射镜4、计算机5、发射光学系统6、接收光学系统7；

所述激光器3的波长与云高仪实际所使用的激光器3波长相同，可发出连续的激光，激光器3正对凹面反射镜4并且激光器3发光点位于凹面反射镜4的焦平面上；

所述凹面反射镜4用于反射激光，并将反射回的激光照射到发射光学系统6和接收光学系统7的接收面上；

所述发射光学系统6和接收光学系统7分别固定设置在两个调节支架2上，发射光学系统6和接收光学系统7分别与一个CCD探测器1的中心对准，并将凹面镜反射的激光分别汇聚在两个CCD探测器1上，发射光学系统6包括镜头结构件和光学准直镜片，接收光学系统7包括镜头结构件，光学汇聚镜片，滤波片；

两个所述CCD探测器1分别固定设置在两个调节支架2上，可通过调节支架2进行位置微调，且两个CCD探测器1分别用于接收发射光学系统6和接收光学系统7收集到的激光并传输到计算机5上，CCD探测器1采用大恒水星系列数字摄像机MER-132-43U3M/C；

两个所述调节支架2均位于激光器3的一侧，两个调节支架2用于将两个CCD探测器1 分别与发射光学系统6和接收光学系统7位于一条直线上，并且调节支架2具有水平方向调节和竖直方向调节的功能，通过调整调节支架2，使得两个CCD探测器1接收到的光斑均分别位于两个CCD探测器1正中心；

所述计算机5与两个CCD探测器1相连，并采用图像软件(如大恒Galaxy Viewer)对两个CCD探测器1探测到的信号进行展示，以便于对调节支架2进行调整。

进一步的，还包括有光学平台8，所述光学平台8用于放置调节支架2、激光器3和凹面反射镜4，从而保证调试系统的稳定性。

进一步的，所述调节支架2为三维光学调整架。

进一步的，所述调节支架2上设有安装平台21。

进一步的，所述发射光学系统6和接收光学系统7以及两个CCD探测器1均分别通过固定座22水平固定在安装平台21上。

本实用新型的使用原理是：

平行光入射到凹面反射镜上，将会在凹面反射镜的焦平面上汇聚成一点，根据光路可逆的原理，激光器发光点位于凹面反射镜的焦平面上，那么发出的激光经过凹面反射镜的反射后，将会变成平行光。因此激光器可以看成距离发射接收光学系统无穷远的一个光源。调试时，先调整发射端的调节支架，使位于发射端的CCD探测器接收到的光斑位于CCD探测器的正中央，再调节接收端的调节支架，使位于接收端的CCD探测器接收到的光斑也位于CCD 探测器的正中央，最后锁紧调节支架，即完成了对收发光路平行的调节。后续只需将两个CCD 探测器的位置使用激光器和光电探测器进行替换，即可保证光轴的平行。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种激光云高仪的光轴平行调试系统，其特征在于，包括两个CCD探测器(1)、两个调节支架(2)、激光器(3)、凹面反射镜(4)、计算机(5)、发射光学系统(6)、接收光学系统(7)；

所述激光器(3)的波长与云高仪实际所使用的激光器(3)波长相同，可发出连续的激光，激光器(3)正对凹面反射镜(4)并且激光器(3)发光点位于凹面反射镜(4)的焦平面上；

所述凹面反射镜(4)用于反射激光，并将反射回的激光照射到发射光学系统(6)和接收光学系统(7)的接收面上；

所述发射光学系统(6)和接收光学系统(7)分别固定设置在两个调节支架(2)上，发射光学系统(6)和接收光学系统(7)分别与一个CCD探测器(1)的中心对准，并将凹面镜反射的激光分别汇聚在两个CCD探测器(1)上；

两个所述CCD探测器(1)分别固定设置在两个调节支架(2)上，且两个CCD探测器(1)分别用于接收发射光学系统(6)和接收光学系统(7)收集到的激光并传输到计算机(5)上；

两个所述调节支架(2)用于将两个CCD探测器(1)分别与发射光学系统(6)和接收光学系统(7)位于一条直线上，并且调节支架(2)具有水平方向调节和竖直方向调节的功能，通过调整调节支架(2)，使得两个CCD探测器(1)接收到的光斑均分别位于两个CCD探测器(1)正中心；

所述计算机(5)与两个CCD探测器(1)相连，用于将两个CCD探测器(1)探测到的信号进行展示，以便于对调节支架(2)进行调整。

2.如权利要求1所述的一种激光云高仪的光轴平行调试系统，其特征在于，还包括有光学平台(8)，所述光学平台(8)用于放置调节支架(2)、激光器(3)和凹面反射镜(4)，从而保证调试系统的稳定性。

3.如权利要求1所述的一种激光云高仪的光轴平行调试系统，其特征在于，所述调节支架(2)为三维光学调整架。

4.如权利要求1所述的一种激光云高仪的光轴平行调试系统，其特征在于，所述调节支架(2)上设有安装平台(21)。

5.如权利要求1所述的一种激光云高仪的光轴平行调试系统，其特征在于，所述发射光学系统(6)和接收光学系统(7)以及两个CCD探测器(1)均分别通过固定座(22)水平固定在安装平台(21)上。

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