[发明专利]单轴双光束发射装置及三轴双光束平行光调整系统、方法

说明书

本发明公开了一种单轴双光束发射装置及三轴双光束平行光调整系统、方法，属于光路平行关系检测及调整技术领域。本装置包括三轴双光束发射组件、三平面测试组件、信息采集模块和测试PC机；所述三平面测试组件的三个平面上均安装有PSD传感器阵列，所述三轴双光束发射组件位于三平面测试组件的一侧，三轴双光束发射组件发射的激光光束分别入射至每一个PSD传感器阵列上；所述的PSD传感器阵列通过信息采集模块与测试PC机连接。克服了传统的光束平行调整装置采用平行光管的局限性，能够进行三轴(X轴，Y轴，Z轴)双光束，共6路光的平行度测量，测量调整完毕后可以实现三轴双光束轴内平行，轴间正交。

技术领域

本发明属于光路平行关系检测及调整技术领域，具体涉及一种单轴双光束发射装置及三轴双光束平行光调整系统、方法。

背景技术

随着科学技术和社会的发展，各种光学测量仪器和设备被应用于生产，生活，科学研究，从民用领域的激光测距，医疗手术到军用领域的激光制导，动态姿态测量。因此，高精度、高分辨率、宽频带、非接触等要求逐渐成为光学测量仪器的制造要求。

在动态姿态测量领域，最常用的方法是通过不同方向的两束平行光进行非接触检测，但是在实际应用中，很难将平行光管中的任意一条光调整到与水平面平行，而且安装相位往往是随机的，使得光学测量系统难以达到高精度的要求。在提升光学测量系统的精度和分辨率时，光束的平行度往往是限制精度提升的重要因素之一。传统的双光束平行检测，多采用人工反复调校，在可见光束调校时，可以采用眼观察方式逐渐校对，调校过程繁琐，不确定性较多，非常不方便，针对非可见光的调试更加大了调校难度，在调试红外光线、紫外光线时更加困难。现有的一些报道使用大口径的平行光管，通过将两束光成像在平行光管像面的两点间距和传播距离解算出两光束在空间中的夹角。但是平光光管的使用，限制了空间光路，并且只能测量单一方向的两光束是否平行，无法进行双轴甚至三轴的光束平行度检测。同时，现有技术只能对平行光束进行平行度的检测，并无法根据检测结果，进行对应的闭环调整，使得平行光束的精度较低。

发明内容

针对现有平行光检测装置无法进行双轴或三轴的光束平行度检测，且由于缺少相应的闭环调整导致检测精度较低的缺点，本发明提供了一种单轴双光束发射装置及三轴双光束平行光调整系统、方法，不需要使用平行光管即可测量两束光的平行度，并且根据测得的数据对光束进行角度调整，以实现其平行；同时本发明可以进行三轴(X轴，Y轴，Z轴)双光束，共6路光的平行度测量，测量调整完毕后可以实现三轴双光束轴内平行，轴间正交。通过本发明可以对应用多普勒激光测振仪进行三轴非接触式姿态测量的系统进行三轴平行光的检测及标定，以提高非接触式姿态测量的精度。

本发明采用如下技术方案：

本发明的一个目的在于提供一种单轴双光束发射装置，包括双滑块水平位移台、两组垂直位移台和两台激光源，所述的两组垂直位移台分别安装在双滑块水平位移台的两个滑块上，每一组垂直位移台上均安装有一台激光源；

所述的双滑块水平位移台包括第二导轨、第二丝杠滑块副和第二电机；所述的第二导轨水平安装在地面或基板上，第二导轨包括两个互不影响的轨道，每一个轨道上均安装有第二丝杠滑块副，所述的第二丝杠滑块副通过第二电机驱动；

所述的垂直位移台包括第一导轨、第一丝杠滑块副、第一电机和调整组件，所述的第一导轨垂直安装在双滑块水平位移台的滑块上，第一导轨上安装有第一丝杠滑块副，所述的第一丝杠滑块副通过第一电机驱动；所述的调整组件包括偏航角调整台、俯仰角调整台、第一转接板和第二转接板，所述的偏航角调整台通过第一转接板固定在第一丝杠滑块副的滑块上，俯仰角调整台安装在偏航角调整台上，激光源通过第二转接板安装在俯仰角调整台上，所述的偏航角调整台和俯仰角调整台均设有调整手柄和刻度尺。