[发明专利]光束跟踪系统及其操作方法

权利要求书

1.一种方法，包括：

在信号处理硬件处从位置感测检测器接收轴信号，每个轴信号指示入射在所述位置感测检测器上的光束的波束位置；

对于所述位置感测检测器的轴：

由所述信号处理硬件将所述轴的第一轴信号的相位转换为与所述轴的第二轴信号具有90度的相位差，得到相位转换后的第一轴信号；

由所述信号处理硬件通过对所述相位转换后的第一轴信号和所述第二轴信号求和，产生轴相量信号，所述轴相量信号指示光束的波束位置；和

由所述信号处理硬件将所述轴相量信号和参考信号进行比较以确定相位差，所述参考信号基于轴信号，并且所述相位差沿所述位置感测检测器的所述轴映射到波束位置误差；以及

由所述信号处理硬件基于所述位置感测检测器的所述轴的波束位置误差确定引导光束的镜的镜位置。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述信号处理硬件处接收所述位置感测检测器的所述轴的光电流，每个光电流具有取决于光束的波束功率和波束位置的幅度；以及

由所述信号处理硬件的至少一个跨阻抗放大器将所述光电流转换成轴信号，每个轴信号是电压信号。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所述信号处理硬件的至少一个单极或多极滤波器对每个轴信号进行高通滤波。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所述信号处理硬件的至少一个单极或多极滤波器对所述轴相量信号进行低通滤波。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述信号处理硬件的至少一个限幅放大器将所述轴相量信号和所述参考信号修改为每个表示对应的对数增益。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：由所述信号处理硬件的至少一个比较器对修改后的轴相量信号和修改后的参考信号进行滤波，以对所述修改后的轴相量信号和所述修改后的参考信号执行边缘检测。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：由所述信号处理硬件将所述参考信号同步到所述信号处理硬件的参考时钟。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：使用所述信号处理硬件的数字电位计来修整所述参考信号的频率。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述信号处理硬件的控制器基于所述位置感测检测器的所述轴的波束位置误差、考虑镜位置的变化率来确定镜位置。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：由与所述控制器通信的陷波滤波器改变镜位置以衰减目标频率。

11.一种光束跟踪系统，包括：

位置敏感检测器，被配置为输出与入射在所述位置敏感检测器上的光束的波束位置相关的第一轴信号和第二轴信号，所述第二轴信号包括轴信号相位；

至少一个移相器，与所述位置敏感检测器通信，并被配置为将所述第二轴信号的轴信号相位移位90度；

至少一个求和放大器，与所述位置敏感检测器和所述至少一个移相器通信，所述至少一个求和放大器被配置为输出求和轴信号，所述求和轴信号包括所述第一轴信号和移位的第二轴信号的总和；以及

信号处理硬件，与所述至少一个求和放大器通信，并被配置为确定引导光束的镜的镜位置，所述镜位置基于参考信号和所述求和轴信号之间的信号差。

12.根据权利要求11所述的光束跟踪系统，其中，所述第一轴信号和所述第二轴信号与所述位置敏感检测器的公共轴相关联。

13.根据权利要求11所述的光束跟踪系统，其中，所述信号处理硬件被配置为致动所述镜移动到所述镜位置。