[发明专利]一种智能光阑及激光校准方法

说明书

本发明提供了一种智能光阑及激光自动校准方法，智能光阑由组成封闭且呈中心对称结构的多个晶体硅光电池、由所述多个晶体硅光电池围成的光阑通光孔径以及内部结构构成。利用自动校准方法待校准激光经过电调镜架的反射穿过智能光阑，智能光阑将接收到的光信号转换得到相应路数的电压信号输出；电流/电压转换电路比较器将得到的电压信号数据值发送给电调镜架控制器，控制经过电调镜架的光路进行调整以使穿过智能光阑的待校准激光的光斑中心与智能光阑的中心重合，实现待校准激光的自动校准。本发明提供的智能光阑方案将硅光电池封装，成本低且易于实现。能够快速、方便地对激光进行准直，获得高精度的准直激光输出。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是指一种辅助光轴校准的智能光阑以及使用智能光阑进行激光校准的方法。

背景技术

光阑是光学组件中光学元件的边缘、框架或特别设置的带孔屏障，大小由透镜框和其他金属框决定，从而限制光束。在光学系统中，多利用装夹光学零件的金属框内孔来限制光束，有时还需要专门设置一些带孔的金属薄片，这些孔或者薄片的通光孔一般呈圆形，其中心位于透镜的中心轴上。光阑在光学系统中的作用，可以决定像面的照度、系统的视场，可以拦截系统中有害的杂散光，可以限制光束中偏离理想位置的部分光线，从而改善系统的成像质量。当通光孔的大小可变化时，这种光阑称为“可变光阑”。按照光阑的作用，可以分为：孔径光阑、视场光阑、消杂光光阑、渐晕光阑，广泛应用于相机、望远镜、光学显微镜等光学系统中。

光阑的效果与其所在位置有极大的关系。在激光准直案例中，光阑多采用人工调节的方式满足两点一线的原则，或采用CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)观察辅助调整。若采用人工调节方式，与操作人员的观察角度有关，因此会带来很大的系统误差。若采用CCD观察辅助调整，则需要搭建辅助远场成像光路，使得光阑的像准确地成在CCD的光敏面上；在紧凑型激光器的调试中，会产生辅助远场成像光路无法搭建的困难，增加了工作量，也引入了新的系统误差。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种辅助光轴校准功能的智能光阑，利用反馈系统和配套电调镜架，完成指示激光的自动准直，获得高精度的准直激光输出。

为了实现上述目的，现提出如下解决方案：

一方面，提供一种智能光阑，包括：

组成封闭且呈中心对称结构的多个晶体硅光电池、由所述多个晶体硅光电池围成的光阑通光孔径以及内部结构；所述多个晶体硅光电池性能完全相同；

其中，当使用所述智能光阑进行激光校准时，所述智能光阑通光孔径的大小应不大于待校准的激光光束口径且所述智能光阑应大于所述待校准的激光光束口径。

优选地，所述内部结构为光电二极管和闭合电路；其中，所述多个晶体硅光电池可以替换为光电二极管或电荷耦合器件或互补金属氧化物半导体管。

优选地，所述多个晶体硅光电池可以采用单晶硅光电池或多晶硅光电池。

另一方面，还提供了一种激光校准方法，应用上述智能光阑进行激光校准，包括：

待校准激光由光源射出，经过电调镜架的反射穿过所述智能光阑，所述智能光阑将接收到的光信号转换成电信号并通过电流/电压转换得到相应路数的电压信号输出；

电流/电压转换电路比较器将所述智能光阑得到的电压信号数据值发送给电调镜架控制器，所述电调镜架控制器控制经过所述电调镜架的光路进行调整以使穿过所述智能光阑的待校准激光的光斑中心与所述智能光阑的中心重合，实现所述待校准激光的自动校准。

优选地，当所述智能光阑为多个时，所述多个智能光阑在同一几何中心线上。

优选地，还包括：

搭建激光放大器，将自动校准后的激光发送至所述激光放大器。