[发明专利]一种激光束散角实时调节装置

说明书

技术领域

本发明属于激光系统光束控制领域，具体涉及一种激光束散角实时调节装置。用于激光系统中，实时改变激光束散角。

背景技术

在激光系统对动态目标进行跟踪识别或者激光测距系统中，激光对目标照射时，需根据动态目标的距离实时改变激光束散角，使光斑覆盖目标特征部位并保持目标处光斑尺寸基本不变，确保足够多的目标区域被照亮，便于目标特征轮廓的提取和跟踪点的确定。目前，公知的激光束散角实时调节装置采用平移台搭载激光扩束器次镜或主镜在精密导轨上移动，改变扩束器主次镜间隔从而改变激光束散角。由于加工装调误差，由精密导轨确定的主镜或次镜的运动轨迹与主次镜光学系统确定的原有光轴存在偏差。在移动次镜或主镜改变激光束散角的过程中，偏离光学系统原有光轴的镜片运动会导致激光发射轴较敏感地偏离原有光轴，从而使照射在目标处的激光光斑偏离需要的位置，影响照明效果。尤其在远距离动态目标照明中，激光发射轴的微小变动将使照明光斑偏离目标，难以实现有效照明。并且因激光束散角的变化对主次镜间隔的变化较敏感，采用直接移动主次镜改变激光束散角的方法对平移台的要求较高，通常分辨率小于1微米。

发明内容

为了克服已有技术中采用移动激光扩束器次镜或主镜实时改变激光束散角过程中，引起激光光轴敏感偏离原有光轴的不足，本发明提供一种激光束散角实时调节装置。

本发明的激光束散角实时调节装置，特点是：所述装置包括扩束器、固定楔镜、可调楔镜、基座、平移台和导轨。扩束器由扩束器主镜和扩束器次镜组成。扩束器次镜、固定楔镜、导轨、扩束器主镜依次固定设置在基座上，固定楔镜的垂直通光面与扩束器次镜相对设置，导轨与固定楔镜的斜通光面平行，平移台设置在导轨上，平移台沿固定楔镜的斜通光面移动，可调楔镜设置在平移台上，可调楔镜的斜通光面与固定楔镜的斜通光面相对平行设置，间距为0.05mm～0.2mm。激光依次通过扩束器次镜、固定楔镜、可调楔镜和扩束器主镜发射。需要改变激光束散角时，平移台搭载可调楔镜沿导轨移动，激光通过可调楔镜的镜片厚度发生变化，从而改变扩束器主次镜之间的光程，达到改变激光束散角的目的。 当可调楔镜较厚端移动至扩束器光轴位置时，等效于扩束器主镜、扩束器次镜之间间隔减小，激光束散角变大；当可调楔镜较薄端移动至扩束器光轴位置时，等效于扩束器主镜、扩束器次镜之间间隔增大，激光束散角变小。

所述的可调楔镜的楔角角度、导轨的长度与激光束散角的变化范围相匹配。

所述的平移台的分辨率为0.01mm～0.1mm。

本发明的激光束散角实时调节装置，在激光系统对动态目标进行跟踪识别或者激光测距系统中，平移台搭载可调楔镜沿固定楔镜斜通光面移动，激光通过可调楔镜的镜片厚度发生变化，从而改变主次镜之间的光程，达到改变激光束散角的目的。 由于扩束器主镜、扩束器次镜固定安装，并且激光光轴对可调楔镜移动前后的位置角度偏差不敏感，因此本发明的激光束散角实时调节装置改变激光束散角的过程中，发射激光能够稳定地照射在目标上。本发明的激光束散角实时调节装置能够平缓地改变激光束散角，因此分辨率较低的平移台也能满足使用要求，有利于降低系统设计难度，也有利于远距离激光照明。该装置结构简单、使用方便，适合在高精度激光调焦系统中应用。

附图说明

图1是本发明的激光束散角实时调节装置结构示意图。

图中，1.扩束器次镜    2.固定楔镜     3.可调楔镜     4.扩束器主镜   5.基座    6.平移台  7.导轨 。

具体实施方式   

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的激光束散角实时调节装置结构示意图，在图1中，本发明的激光束散角实时调节装置包括扩束器次镜1、固定楔镜2、可调楔镜3、扩束器主镜4、基座5、平移台6和导轨7。扩束器次镜1、固定楔镜2、导轨7、扩束器主镜4依次设置在基座5上，并且精确装调固定。固定楔镜2与扩束器次镜1相对的通光面垂直于扩束器光轴，导轨7与固定楔镜2的斜通光面平行，平移台6设置在导轨7上移动，可调楔镜3固定设置在平移台6上，可调楔镜3的斜通光面与固定楔镜2的斜通光面相对平行设置，可调楔镜3的斜通光面与固定楔镜2的斜通光面之间的间距为0.2mm。平移台6搭载可调楔镜3沿固定楔镜2的斜通光面在导轨7上移动，通过改变扩束器次镜1和扩束器主镜4之间的光程来调整激光束散角。