[发明专利]光路耦合对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及两个及两个以上光学平台间的光路耦合对准方法。

背景技术

某些情况下，受到空间或环境的限制，大型光学实验的光学系统经常被置放于两个或两个以上的光学平台上，例如将庞大的激光器置于一个独立的平台。因此系统工作时，就需要将一个平台的光引入到另一个平台上，进而对光路进行耦合对准。目前通常采用手工调整的方法，调整光路中的反射元件使光路的光瞳和光轴满足一定的要求，该对准方法繁琐，且不具有实时性，特别是对于复杂的光路，有时需要花费很长的时间，而且对对准精度也没有一个客观定量的评价。手动对准方法对准后还要求平台具有很好的稳定性，无法抑制平台本身振动带来的误差量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种光路快速耦合对准方法，以克服现有光路耦合方法精度低、稳定性差、不具实时性的缺陷。本发明利用快速反射镜和光电探测器自动的实现对准，提高了对准精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：光路耦合对准方法，其特征在于：引入一束信标光，通过光轴快速控制反射镜、光瞳快速控制反射镜、光轴探测器和光瞳探测器实现光路的耦合对准，利用光轴探测器和光瞳探测器的输出脱靶量分别来驱动光轴快速反射镜和光瞳快速反射镜实现自动对准。

所述的光瞳探测器与光瞳快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光瞳的对准；光轴探测器与光轴快速控制反射镜组成闭环系统，实现对光轴的对准。

所述的光瞳探测器、光轴探测器可以是位置敏感传感器PSD，或其它的二维阵列探测器。

所述的信标光可以是细光束，也可以是粗光束。

本发明与现有技术相比所具有的优点是：本发明利用快速反射镜作为执行元件，光电探测器作为探测处理元件，有效的提高了光路的耦合对准的速度，同时可以有效克服平台本身带来的振动，提高了对准精度，可将此方法广泛应用于两个及两个以上光学平台间的光学系统中。本发明的光路快速耦合对准方法，克服了现有光路耦合方法精度低、稳定性差、不具实时性的缺陷。利用单一信标光同时实现了光瞳和光轴偏差量的指示。

附图说明

图1是本发明第一实施例的耦合对准方法的原理图；

图2是本发明第二实施例的耦合对准方法的原理图；

图3是本发明的光路耦合对准方法的流程示意图。

图中：1 表示激光器，2 表示发射分光镜，3 表示光轴快速控制反射镜，4 表示A光学平台，5 表示平台间的光路，6 表示光瞳快速控制反射镜，7 表示B光学平台，8 表示驱动控制单元，9 表示接收分光镜，10 表示分光镜，11 表示光瞳探测器，12 表示聚焦镜，13 表示光轴探测器，14 表示激光缩束单元。

具体实施方案

下面结合附图及具体实施方式进一步详细介绍本发明。

实施例1

图1为本发明第一实施例的耦合对准方法的原理图，本实施方式通过引入一细光束信标光完成A光学平台4和B光学平台之间7的光路5的耦合对准。光瞳探测器11和光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现光瞳的耦合对准；光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现光轴的耦合对准。激光器1发出的信标光经过发射分光镜2后，经光轴快速控制反射镜3、光瞳快速控制反射镜6、接收分光镜9、分光镜10，反射光直接进入光瞳探测器11，透射光经过聚焦镜12聚焦后成像在光轴探测器13上。光轴探测器13、光瞳探测器11除了可以是位置敏感传感器PSD外，也可以是其他的二维阵列光电探测器，如电荷耦合器件CCD。光瞳探测器11与光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现对光瞳的对准。光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现对光轴的对准。整个闭环系统的驱动控制由驱动控制单元8控制，实现数据的采集、处理及反射镜的驱动。

实施例2

图2为本发明第二实施例的耦合对准方法的原理图，本实施方式通过引入一粗光束信标光完成A光学平台4和B光学平台之间7的光路5的耦合对准。光瞳探测器11和光瞳快速控制反射镜6组成闭环系统，实现光瞳的耦合对准。光轴探测器13与光轴快速控制反射镜3组成闭环系统，实现光轴的耦合对准。本实施例与第一实施例的不同点仅在于增加了一激光缩束单元14，激光缩束单元将粗光束信标光缩束成细信标光，以匹配探测器靶面大小。同样此处的探测器不局限于PSD，可以用其它的二维阵列探测器来代替。

利用实施例一和实施例二对光路进行耦合对准时，具体的光路耦合对准方法的流程如图3所示，该方法主要包括以下步骤：