[发明专利]两次反射激光扫描角度触发装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光扫描角度触发装置，利用反射镜组两次反射激光，以实现高精度的角度触发，利用反射镜组中的多块反射镜，以生成多个激光扫描角度触发脉冲。

背景技术

高速高精度激光扫描角度触发是深空探测、卫星激光通信、激光成像雷达等技术领域中的关键技术(参见[1]李安虎，孙建锋，刘立人.星间激光通信光束微弧度跟瞄性能检测装置的设计原理[J].光学学报，2006,26(7)：975～979.[2]李安虎，刘立人，孙建锋.大口径精密激光光束扫描装置[J].机械工程学报，2009,45(1)：200～204.)。随着军用电子技术的发展，激光在现代和未来战争中的应用越来越普遍，精确测定入射激光的方向在现代战争中具有很高的应用价值(参见[3]吴海波，程玉宝，张创新.激光方位探测技术的分析[J].中国电子科学研究院学报，2010,5(2):159～164.)。实现高速高精度激光扫描角度触发需要对微小扫描角度具有很快的响应速度。在旋转机械的控制中，对于角位置精密定位和测量已有比较成熟的方法，在角位置的测量中经常采用圆感应同步器或者光学轴角编码器作为角位置传感器，配以相应的处理电路及显示输出接口，可以得到很高的测角精度，但由于这些测角设备的体积、重量和功耗都比较大，从而限制了他们的运用(参见[4]张伯珩，边川平，李露瑶等.光电位置传感器在转角精密定位中的应用[J].光子学报，2001,30(4)：505～507.)。通过精确识别接收光斑的位置能够精确计算激光照射方位，并根据成像理论进一步计算激光入射角度，光束的角度偏移信息从而转换为光电探测器平面上的光斑偏移量，这种由识别接收光斑位置推算出光束角度偏移信息的技术主要有CCD成像探测技术、四象限探测技术等。(参见[5]陈云亮，于思源，马晶等.一种新型的卫星光通信高速跟瞄探测装置[J].光电子·激光，2005,16(5)：596～600.[6]吴海波，程玉宝，张创新.激光方位探测技术的分析[J].中国电子科学研究院学报，2010,5(2)：159～164.[7]高紫俊，董丽丽，孟丽艳等.四象限探测器高精度定位算法研究[J].光电子·激光，2013,24(12)：2314～2321.)。先前技术(周煜，激光光束扫描角度触发装置，公开号：CN105137595A)中描述了一种激光光束扫描角度触发装置，但该装置在每次扫描角度触发过程中，反射镜组仅反射激光一次，光收发结构接收的扫描角度触发光信号偏转角仅为激光扫描振镜扫描角的4倍，激光扫描角度触发精度不够高，并且在激光扫描振镜扫描的一个周期内只能生成两个或四个激光光束扫描角度触发脉冲，在应用的过程中具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种两次反射激光扫描角度触发装置，以高速激光扫描振镜为基础，在每次触发过程中，反射镜组两次反射激光，能够实现高速高精度的激光扫描角度触发，并且在扫描振镜扫描的一个周期内可以生成多个激光扫描角度触发脉冲，具有很大的灵活性和实用性，并且结构简单不需要复杂的后续处理算法，具有广泛的应用前景。

本发明的技术解决方案如下：

一种激光扫描角度触发装置，其特点在于其构成包括了激光光源、光收发结构、偏振分束器、二分之一玻片、光路反射镜、激光扫描振镜、反射镜组、光电探测器和模拟除法器。所述的激光光源输出激光，经光收发结构后分为两路，一路作为激光功率参考信号，由所述的光收发结构输出到光电探测器上转换为电信号，输入到所述的模拟除法器上；另一路经过光收发结构出射到偏振分束器上，透过偏振分束器的水平偏振光经四分之一玻片后变成圆偏振光出射到激光扫描振镜上，当该反射激光与反射镜组的反射面垂直时，反射镜组将反射激光原路返回，透过四分之一玻片变成垂直偏振光，经偏振分束器反射到光路反射镜上，经光路反射镜反射回偏振分束器，由偏振分束器反射，透过四分之一玻片变成圆偏振光出射到所述的激光扫描振镜上，该反射激光与反射镜组的反射面垂直，反射镜组将反射激光原路返回，透过四分之一玻片变成水平偏振光，经偏振分束器透射，由光收发结构输出扫描角度触发光信号到光电探测器转换为扫描角度触发脉冲电信号，模拟除法器将光电探测器上输出的两路电信号进行除法运算，消除激光光源输出功率波动的影响，输出稳定的激光扫描角度触发脉冲电信号。

所述的偏振分束器透过水平偏振光，反射垂直偏振光。

所述的光路反射镜的反射面与偏振分束器出射垂直偏振光的端面平行。

所述的四分之一玻片的快轴与偏振分束器的光轴夹角为45°或135°。