[发明专利]一种光束方位和偏振角度共光路检测装置及方法

权利要求书

1.一种光束方位和偏振角度共光路检测装置，它包括信标光电源(1)、激光器(2)、准直透镜(3)、侧向位移偏振分光棱镜(4)、检偏器(5)、带编码器的旋转电机(6)、透镜(7)、PSD传感器(8)、PSD处理电路(9)、方位角显示器(10)、俯仰角显示器(11)、偏振基矢角显示器(12)、接收系统电源(13)、两维跟踪转台(16)、转台控制器(17)和上位机(18)，其特征在于：所述的装置中采用了PSD传感器(8)来检测光束方位和偏振角度；激光器(2)发出的部分线偏振光经准直透镜(3)整形后输出到侧向位移偏振分光棱镜(4)中，侧向位移偏振分光棱镜(4)将光束分解成光束A和光束B两束正交平行偏振光，两束正交偏振光束经长距离传输后在空间交叠，携带了光学发射系统的方位、偏振信息，通过检偏器(5)进行调制检偏，调制检偏后的信标光经透镜(7)会聚到PSD传感器(8)上，PSD传感器(8)根据入射光强分别利用其横向光电效应检测信标光点的实际位置，利用光电转换效应测量其信标光点产生的总的光生电流，光生电流经PSD处理电路(9)处理后输出三维角度信息，测量数据处理后送方位角显示器(10)、俯仰角显示器(11)和偏振基矢角显示器(12)显示，并通过串口总线方式送转台控制器(17)完成两维跟踪转台(16)的跟踪调节功能，另外将数据送上位机(18)做后续记录处理。

2.一种基于权利要求1所述装置的光束方位和偏振角度共光路检测方法，其特征在于：

光束的偏振基矢角θ₀通过PSD传感器(8)按以下方法获得：

Iout=k1Ista2cos2θ0---(1)]]>

其中：k₁是常数项系数，I_sta为标准输出电流值，该电流信号经电流-电压变化后送ADC模块采样，通过反三角函数变换或利用查表法即可输出与偏振基矢角θ₀相关的测量角度数值；

光束的方位角按以下方法获得：

作为信标光光束的光束A和光束B通过透镜(7)成像到位于焦平面上的PSD传感器(8)上，PSD传感器(8)测量出成像光点所在的实际位置x，将其与透镜(7)的焦距f做三角运算即可得到信标光光束与接收系统光轴的实际姿态偏差角度，就是目标光学系统的方位角和俯仰角：

其中，x、y为PSD传感器检测出的信标光光点距离传感器中心的位移。