[发明专利]一种低重频激光自准直装置及其准直方法

权利要求书

1.一种低重频激光自准直装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

一、自准直系统工作

1)激光器发出的激光分别经第一自动控制镜片和第二自动镜片反射后输到应用终端；在应用终端前设置反射镜片，将经第一自动控制镜片和第二自动镜片反射后的激光反射至分束片，经分束片后激光被分成两路，其中一路被第一探测器接收，另一路经过聚焦透镜被第二探测器接收；

2)分别在第一探测器和第二探测器上设定目标位置；

3)第一探测器实时探测光斑的位置得到光斑的探测位置，根据探测位置与目标位置的差距，自动调节第一自动控制镜片，使第一探测器得到的光斑的探测位置接近目标位置；

4)第二探测器实时探测光斑的位置得到光斑的探测位置，根据探测位置与目标位置的差距，自动调节第二自动控制镜片，使第二探测器得到的光斑的探测位置接近目标位置；

5)通过重复步骤3)和4)，反复调节第一和第二自动控制镜片，使得第一探测器得到的光斑的探测位置与目标位置的差距以及第二探测器得到的光斑的探测位置与目标位置的差距均小于设定的数值；记录此时的第一探测器和第二探测器上的光斑位置数据为光斑的初始位置数据DATA1；

二、参考光定位阶段

1)提供宽带光源，宽带光源的光谱范围大于激光器的激光光谱带宽；

2)宽带光经过色散元件，将宽带光源光谱在空间上分开，扩大激光光斑，从色散元件输出的光是平行光束，光谱随空间位置不同而变化，扩束后的激光为参考光，参考光光束光谱在空间上展开的方向称为X方向；

3)参考光置入反射镜系统包括至少一片导光反射镜，该导光反射镜是参考光置入反射镜系统的最后一块导光反射镜，放置在激光器输出的激光到第一自动控制镜片的光路上；宽带光源发出宽带的参考光经过色散元件将光在空间上扩束后，经参考光置入反射镜系统反射到第一自动控制镜片和第二自动控制镜片上，通过参考光置入反射镜系统使扩束后的参考光与激光器输出的激光同轴同向，此时参考光在第一探测器和第二探测器上的光斑位置与激光器输出的激光在第一探测器和第二探测器上的光斑的初始位置相同，即第一探测器和第二探测器上的光斑位置数据为光斑的初始位置数据DATA1；

三、自准直调节阶段

1)在得到参考光的光斑的初始位置数据DATA1后，在色散元件输出处放置一挡光件，挡光件的尺寸大于色散元件输出的平行光束的尺寸，挡光件从垂直于光束传输方向置入光路中，即挡光件从光束外沿着X方向置入光路中，保证挡光件将参考光中与激光器输出的激光光谱相同部分遮挡；由于挡光件的尺寸大于平行光光束尺寸，因此挡光件还能够完全遮挡参考光中超出激光器输出光谱中一侧的光谱，仅剩下参考光中超出激光器输出光谱中的另一侧光谱；置入挡光件后剩下的参考光的光斑尺寸极大减小，记录剩下的参考光在第一探测器和第二探测器上的光斑位置数据为光斑的遮挡位置数据DATA2；

2)用第一小尺寸镜片将上述参考光置入反射镜系统中的最后一块导光反射镜换下，第一小尺寸镜片放置在所述最后一块导光反射镜位置处，且第一小尺寸镜片置入光路不会阻挡激光器输出的激光入射到第一自动控制镜片；

3)通过调节参考光置入反射镜系统将剩下的参考光调节到与利用所述最后一块导光反射镜反射的参考光同轴同向，即调节参考光置入反射镜系统使第一探测器和第二探测器上的光斑位置数据为光斑的遮挡位置数据DATA2；

4)进一步将反射镜片更换为第二小尺寸镜片，第二小尺寸镜片放置在反射镜片的原来位置处，且第二小尺寸镜片仅反射剩下的参考光，即第二小尺寸镜片置入光路不会阻挡激光器输出的激光入射到应用终端处；通过第二小尺寸镜片将剩下的参考光调节到与利用所述反射镜片反射的参考光同轴同向，即调节第二小尺寸镜片使第一探测器和第二探测器的光斑位置数据为光斑的遮挡位置数据DATA2，此时激光器输出的激光到达应用终端时，参考光也能够到达第一探测器和第二探测器；

四、激光应用过程

通过观察剩下的参考光在第一探测器和第二探测器上的光斑位置数据来调节第一自动控制镜片和第二自动控制镜片，使参考光指向性实时控制，且参考光的传输不影响激光器输出的激光传输，因此当需要使用激光到应用终端时，能够矫正因传输过程以及终端的不稳定性带来的激光偏离；并且由于自准直系统的准直数据来自于参考光，因此不受激光重频限制。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述色散元件采用一对棱镜，或者一对光栅。