[发明专利]激光测角装置和方法

权利要求书

1.一种激光测角装置，其特征在于，包括：光学干涉模块、探测模块、相位反馈控制模块和信号提取模块；

所述光学干涉模块用于将入射激光分成透射激光和反射激光，将所述反射激光进行反射，并将反射后的所述反射激光与所述透射激光汇合得到第三激光；

所述探测模块用于测量所述第三激光的光斑强度和空间位置信息，其中所述空间位置信息包括所述第三激光的横向空间位移；

所述相位反馈控制模块用于根据所述光斑强度控制所述光学干涉模块改变所述透射激光和所述反射激光的相位差，使所述第三激光在所述光学干涉模块的出射端处于干涉相消状态；

所述信号提取模块用于读取所述横向空间位移，并基于弱值放大原理，根据所述横向空间位移计算所述入射激光的偏转角。

2.如权利要求1所述的激光测角装置，其特征在于，所述光学干涉模块包括：第一分束镜、反射镜和第二分束镜；

所述第一分束镜用于将入射激光分成透射激光和反射激光；

所述反射镜，设置在所述第一分束镜的第一方位上，用于将所述反射激光反射至所述第二分束镜；

所述第二分束镜，设置在所述第一分束镜的第二方位上，用于将反射后的所述反射激光与所述透射激光汇合得到第三激光。

3.如权利要求2所述的激光测角装置，其特征在于，所述光学干涉模块还包括：设置在所述第一分束镜与发射所述入射激光的激光器之间的偏振过滤器件、光束收集镜头和光束整形器件中的至少一种器件。

4.如权利要求2所述的激光测角装置，其特征在于，所述第二分束镜的反射系数满足：

(1-R₁)R₂R₃＝R₁(1-R₃)

其中，R₁为所述第一分束镜的反射系数，R₂为所述反射镜的反射系数，R₃为所述第二分束镜的反射系数。

5.如权利要求1所述的激光测角装置，其特征在于，所述探测模块为四象限探测器或CCD相机。

6.如权利要求2所述的激光测角装置，其特征在于，所述相位反馈控制模块包括：反馈控制器和位移器；

所述反馈控制器，与所述探测模块连接，用于根据所述光斑强度控制所述位移器改变所述反射镜的位置；

所述位移器，设置在所述反射镜上，用于控制所述反射镜的位置，使所述反射镜改变所述透射激光和所述反射激光的相位差。

7.如权利要求6所述的激光测角装置，其特征在于，所述激光测角装置还包括：锁相放大器；

所述锁相放大器，第一端与所述位移器连接，第二端与所述探测模块连接，用于当以预设频率调制所述位移器的位置和所述第三激光信号时，对所述预设频率的所述第三激光信号进行除噪。

8.一种激光测角方法，其特征在于，包括：

通过光学干涉模块将入射激光分成透射激光和反射激光，并将所述反射激光进行反射，再将反射后的反射激光与所述透射激光汇合得到第三激光；

通过探测模块测量所述第三激光的光斑强度和空间位置信息，其中所述空间位置信息包括所述第三激光的横向空间位移；

根据所述光斑强度控制所述光学干涉模块改变所述透射激光和所述反射激光的相位差，使所述第三激光在所述光学干涉模块的出射端处于干涉相消状态；

读取所述横向空间位移，并基于弱值放大原理，根据所述横向空间位移计算所述入射激光的偏转角。

9.如权利要求8所述的激光测角方法，其特征在于，所述光学干涉模块包括：第一分束镜、反射镜和第二分束镜；

所述通过光学干涉模块将入射激光分成透射激光和反射激光，并将所述反射激光进行反射，再将反射后的反射激光与所述透射激光汇合得到第三激光，包括：

通过所述第一分束镜将入射激光分成透射激光和反射激光；

通过设置在所述第一分束镜的第一方位上的所述反射镜，将所述反射激光反射至所述第二分束镜；

通过设置在所述第一分束镜的第二方位上的所述第二分束镜，将反射后的所述反射激光与所述透射激光汇合得到第三激光。