[发明专利]折反式多光轴同轴度动态检测装置及检测方法

权利要求书

1.折反式多光轴同轴度动态检测装置，其特征是，该装置包括窗口(1)、抛物镜(2)、折转反射镜(3)、准直镜头(4)、电控衰减片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)、PS光光瞳检测相机(8)、能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦镜头一(11)、PS光光轴检测相机(12)、1/4波片(13)、1/2波片(14)、偏振分光片(15)、聚焦镜头二(16)、P光光轴检测相机(17)、反射镜(18)、聚焦镜头三(19)和S光光轴检测相机(20)；

窗口(1)、抛物镜(2)、折转反射镜(3)、准直镜头(4)组成二级缩束系统；准直镜头(4)、电控衰减片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)和PS光光瞳检测相机(8)依次同轴安装；能量分光片一(6)、能量分光片二(9)、1/4波片(13)、1/2波片(14)、偏振分光片(15)和反射镜(18)依次同轴安装；能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦镜头一(11)和PS光光轴检测相机(12)依次同轴安装且组成PS光光轴检测支路；偏振分光片(15)、聚焦镜头二(16)和P光光轴检测相机(17)依次同轴安装且组成P光光轴检测支路；反射镜(18)、聚焦镜头三(19)和S光光轴检测相机(20)依次同轴安装且组成S光光轴检测支路；

待检测高能激光系统发射由P光和S光组成的激光束，激光束透过窗口(1)入射到抛物镜(2)进行反射，反射光经过窗口(1)后表面反射到折转反射镜(3)后反射进入准直镜头(4)，准直镜头(4)出射的准直光透过电控衰减片(5)入射到能量分光片一(6)，透过能量分光片一(6)的激光束入射到起偏器一(7)，激光束透过起偏器一(7)后由PS光光瞳检测相机(8)接收；由能量分光片一(6)反射的激光束入射到能量分光片二(9)，激光束经能量分光片二(9)反射后入射到起偏器二(10)，激光束透过起偏器二(10)通过聚焦镜头一(11)会聚到PS光光轴检测相机(12)上；能量分光片二(9)透射的激光束依次透过1/4波片(13)和1/2波片(14)入射到偏振分光片(15)，偏振分光片(15)将激光束中的P光和S光分开，P光反射由聚焦镜头二(16)会聚到P光光轴检测相机(17)上；透过偏振分光片(15)的S光由反射镜(18)反射到聚焦镜头三(19)上，P光经过聚焦镜头三(19)会聚S光光轴检测相机(20)上。

2.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置，其特征在于，所述窗口(1)接收的波长范围为1040-1090nm，入射角度为15°±2°，前表面镀高透膜，且P光和S光透射率均大于99.8％；后表面镀半反半透膜，且P光和S光透射率为50±2％；前后表面膜系耐强光。

3.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置，其特征在于，所述能量分光片一(6)和能量分光片二(9)的分光比均为95：5，工作角度为45°。

4.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置，其特征在于，所述偏振分光片(15)的S光反射率Rs＞95％，P光和S光透射率比值为Tp:Ts10000:1，工作角度45°。

5.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置，其特征在于，所述反射镜(18)反射率大于95％，工作角度45°。

6.折反式多光轴同轴度动态检测装置的检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤1，待检测高能激光系统发射由S光和P光组成的一束激光束，激光束透过窗口(1)入射到抛物镜(2)进行反射，反射光经过窗口(1)后表面反射到折转反射镜(3)后反射进入准直镜头(4)，准直镜头(4)出射的准直光；

步骤2，电控衰减片(5)对准直光能量进行衰减，准直光由电控衰减片(5)衰减光能量后入射到能量分光片一(6)，能量分光片一(6)将激光束分为两束，透射激光束入射到起偏器一(7)，起偏器一(7)将激光束中P光和S光能量进行均衡，激光束透过起偏器一(7)由PS光光瞳检测相机(8)接收并对激光束中的P光和S光光斑同时成像，进行P光和S光的光斑重合度检测，由能量分光片一(6)反射的激光束入射到能量分光片二(9)；

步骤3，能量分光片二(9)将入射激光束分为两束，反射激光束入射到起偏器二(10)，起偏器二(10)将激光束中P光和S光能量进行均衡，激光束透过起偏器二(10)通过聚焦镜头一(11)会聚到PS光光轴检测相机(12)上，对激光束中的P光和S光同时成像，提取光斑质心位置，以接近于稳态的光轴作为闭环零点，计算另外一个可移动光斑相对于闭环零点的脱靶量，并将脱靶量信息反馈给待检测高能激光系统，进行P光和S光的光轴调节；

步骤4，能量分光片二(9)透射的激光束依次入射到1/4波片(13)和1/2波片(14)，1/4波片(13)和1/2波片(14)对入射激光束的偏振态进行调整，使得依次透过1/4波片(13)和1/2波片(14)的出射激光束中的P光和S光在偏振分光片(15)处能完全分开；

步骤5，偏振分光镜(15)反射的P光由聚焦镜头二(16)会聚到P光光轴检测相机(17)上，透射的S光经反射镜(18)反射到聚焦镜头三(19)上，S光由聚焦镜头三(19)会聚到S光光轴检测相机(20)上，P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别对P光和S光进行光斑成像；

步骤6，待检测高能激光系统对目标进行跟踪时，此时P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别对P光和S光光斑成像，且将此时P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)记录的P光和S光的光斑质心位置作为闭环零点；

步骤7，待检测高能激光系统出射高能量密度激光束时，高能量密度的激光束会发生抖动，P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别根据步骤(6)得到的闭环零点，并输出P光和S光脱靶量信息传递给待检测高能激光系统；

步骤8，PS光光轴检测相机(12)、P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)将各自脱靶量信息反馈给待检测高能激光系统，待检测高能激光系统根据脱靶量信息进行光轴的实时调整，使得输出激光束能量密度增大。