[发明专利]一种激光器与垂准仪检测系统校准装置及其校准方法

说明书

本发明公开了一种激光器，包括光源生成装置、第一整形装置和第二整形装置，所述光源生成装置用于生成具有圆形的初始光斑的初始激光，所述第一整形装置包括第一双凹透镜和第一平凸透镜，用于将光斑初步整形，扩束和缩小发散角，所述第二整形装置包括第二双凹透镜和第二平凸透镜，用于按固定倍数扩束、缩小发散角至接近零，射出近似平行的激光；本发明还公开了一种包括所述激光器的垂准仪检测系统校准装置及其校准方法。本发明的激光器能生成具有圆形光斑的两个方向发散角一样的激光，适用于垂准仪检测系统校准装置，旋转不会因光斑不对称影响校准结果，提高校准准确度。

技术领域

本发明涉及激光器和校准检测技术领域，尤其涉及一种激光器与垂准仪检测系统校准装置及其校准方法。

背景技术

目前大多数使用的635nm-660nm波段红光激光器基本上是半导体激光器，即LD激光二极管直接出光，其光斑模式不是严格的TEM00模式，光斑模式不好，不呈高斯分布，两个方向的发散角不同，使得光斑呈椭圆形，因此，在使用红光激光器进行校准垂准仪校准装置时，由于光斑本身的椭圆形的不对称性，旋转时会直接影响校准结果，导致校准结果不准确。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本发明提供一种激光器与垂准仪检测系统校准装置及其校准方法，使得该激光器能生成具有圆形光斑的两个方向发散角一样的激光，适用于垂准仪检测系统校准装置，解决激光器旋转不会因光斑不对称影响校准结果的问题。

(二)技术方案

基于上述的技术问题，本发明提供一种激光器，包括光源生成装置、第一整形装置和第二整形装置，所述光源生成装置用于生成TEM00模式的具有圆形的初始光斑的初始激光，所述第一整形包括第一双凹透镜和第一平凸透镜，用于将光斑初步整形，扩束和缩小发散角，所述第二整形装置包括第二双凹透镜和第二平凸透镜，用于按固定倍数扩束、缩小发散角至接近零，射出近似平行的激光；所述第一双凹透镜、第一平凸透镜、第二双凹透镜和第二平凸透镜的曲率，第一双凹透镜和第一平凸透镜的间距，第二双凹透镜和第二平凸透镜的间距，均根据激光器的调整倍数进行选择或设定，而激光器发射激光的扩束大小和发散角大小根据激光接收端对扩束大小和发散角大小的要求及激光接收端的距离进行设定。

进一步的，所述第一双凹透镜和第一平凸透镜间装有滤光片，用于光源的过滤。

进一步的，所述光源生成装置包括泵浦源、增益工作介质和倍频晶体。

进一步的，所述泵浦源为半导体激光二极管LD，所述增益工作介质为掺钕钒酸钇Nd：YVO₄，所述倍频晶体为磷酸钛氧钾晶体，即KTP晶体。

进一步的，所述第二平凸透镜的扩束倍数根据以下公式确定：

扩束倍数M＝出瞳透镜焦距f₁/入瞳透镜焦距f₂。

本发明也公开了一种包括所述的激光器的垂准仪检测系统校准装置，包括：升降台、运动平台、屋脊棱镜、标准激光器、激光接收屏、运动平台位移处理显示装置和接收屏数据处理显示装置，所述运动平台可旋转地安装在升降台上，所述运动平台上具有可移动的工作台，工作台上垂直向上固定标准激光器，所述标准激光器即所述激光器，所述屋脊棱镜位于运动平台上方，与水平面呈45度角偏向垂直于地面的激光接收屏，使得激光垂直向上从标准激光器中射出后，经屋脊棱镜后水平射向激光接收屏，所述运动平台位移处理显示装置连接运动平台，用于计算并显示运动平台上工作台的位移，所述接收屏数据处理显示装置连接激光接收屏，用于计算并显示接收激光的位移。

进一步的，所述运动平台包括底座、导轨、丝杠、工作台、限位装置、调速电机、以及光栅，所述工作台通过丝杆安装在导轨上，所述丝杆连接手动旋钮调节的所述调速电机，所述调速电机用于驱动所述工作台在导轨上直线滑动，所述限位装置位于导轨的两端，所述光栅位于工作台侧面随工作台移动，用于所述工作台的位移测量。