[发明专利]大距离光线平行调整的装置与方法

权利要求书

1.一种大距离光线平行调整的装置，准直激光器(1)发出高稳定性的准直激光，经过偏振分光器(2)分光，其中偏振分光器(2)的反射光路上放置一个λ/4波片(3)，λ/4波片(3)的快轴方向与激光的偏振方向成45°，再入射到一个平面反射镜(12)上；而在偏振分光器(2)的透射光路上放置另外一个λ/4波片(4)，波片(4)的快轴方向与激光的偏振方向也成45°，再通过一个二维可调平面反射镜(5)反射，使其反射方向与偏振分光器(2)的反射光平行入射到一平面反射镜(12‘)上，两次逆向反射光先后通过一个透镜(7)入射到同一个探测器(8)上；其特征在于：平面反射镜(12)放置在一个直线导轨(10)的导轨副(11)平台上，此导轨副(11)也能进行二维小角度调节；在导轨副(11)上，放置了高精度电子水平仪(13)，在直线导轨的一端放置了自准直仪(9)，此两者用来监测导轨副(11)移动后二维角度的变化；使经过移动后的平面反射镜(12‘)，通过调整导轨副(11‘)，能回到原来的初始状态。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的准直仪(9)可以为多自由度准直系统。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的平面反射镜(12)还可以放置在竖直方向的一个导轨副(11)上，在导轨副上放置一个二维的电子水平仪(15)进行监测导轨副(11)二维角度的变化。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：可以通过增加偏振分光镜和λ/4波片调整多束大距离光线之间的平行性。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：可以通过在两出射平行光线上分别放置一个四象限探测器(16)和(17)，进行滚转角测量或者两导轨之间平行度的测量。

6.一种大距离光线平行调整的方法，其特征在于，所述方法步骤为：

a)准直激光器(1)发出稳定激光通过偏振分光器(2)分光，分为垂直线偏振S和平行线偏振P激光；

b)用纸板挡住偏振分光器(2)的透射光P，使垂直线偏振激光S透过一个λ/4波片，变成圆偏振光，入射到一个平面反射镜上(12)，其中λ/4波片的快轴与S偏振方向成45°；

c)上述的平面反射镜(12)放置在一直线导轨副上(11)，导轨副(11)上还放置一个高精度电子水平仪(13)，可以读出导轨副(11)在Y方向上的倾斜角，记下此时的倾斜角读数，并在导轨副上放置另外一个平面反射镜(14)(第二个平面反射镜)，在导轨的一端放置一个高精度准直仪(9)，第二个平面反射镜(14)用作准直仪的靶镜，记下准直仪的读数；

d)保持其它不动，调整第一个平面反射镜(12)使圆偏振光线逆向返回第二次透过λ/4波片(3)，此时光线由圆偏振光变成线偏振光，但偏振方向旋转了90°，因此，光线透过偏振分光器(2)和透镜(7)，入射到探测器(8)上，并使光线入射到探测器(8)的中心位置，记下读数；

e)把偏振分光器(2)后面的纸板拿开，放在偏振分光器(2)的反射光路上挡住偏振分光器(2)的反射光S；偏振分光器(2)的透射光P透过另外一个λ/4波片(4)，其中λ/4波片(4)的快轴与P偏振方向成45°，透过此λ/4波片(2)的偏振光也变成圆偏振光，再通过第三个平面反射镜(5)反射，第三个平面反射镜(5)固定在一个二维调节装置(6)上；

f)导轨副(11)上所有器件随着导轨运动到合适位置(两平行光线距离)，这时导轨副(11‘)相对于初始位置(11)在X和Y方向上有微小的角度变动，所以电子水平仪(13‘)和靶镜(14‘)都有微小变动；

g)保持导轨副(11‘)上所有器件相对不动，分别调整导轨副在X和Y方向上的角度偏移，使电子水平仪(13‘)和准直仪(9)的读数分别与第一次记下的数值相同；

h)这时平面反射镜(12)使平面反射镜(5)反射的圆偏振光线逆向返回来，再经过平面镜(5)，第二次透过λ/4波片(4)，使圆偏振光变成了线偏振光，但其振动方向旋转了90°，因此光线经过偏振分光器(2)反射，透过透镜(7)，入射到探测器(8)上；

i)调节二维可调(6)的平面反射镜(5)，使逆向入射到探测器(8)上的光点的位置读数与上述记下的读数相同；

j)撤走以上所述的挡光纸板、准直仪(9)和用来辅助调整的导轨(10)以及导轨上所有东西，则两出射光线为平行光线。