[发明专利]一种大角度的快速反射镜跟踪系统

摘要

本发明公开了一种大角度的快速反射镜跟踪系统，该跟踪系统利用一块高分辨率小角度的快速反射镜M1和一块低分辨率大角度的快速反射镜M2实现大角度高精度跟踪功能。该控制方法是利用一个位置探测器提供的位置信息实现同一光路中2块快速反射镜M1、M2闭环，且2块快速反射镜M1、M2偏转互不耦合，可以采用2种控制方式：方式1：M1直接利用CCD提供的位置偏差进行闭环，M2闭环信号为位置偏差和M1的偏转角之和；方式2：M2闭环信号为M1的偏转角。无论哪种方案都可以实现大角度(即M2的最大转角)高精度跟踪。本发明的所述控制方法使跟踪系统简单，并且能够提高光束质量和探测精度。

主权项

一种大角度的快速反射镜跟踪系统，其特征在于：该跟踪系统由高分辨率小角度的快速反射镜M1、分光镜M3、CCD图象探测系统、低分辨率大角度的快速反射镜M2、信标激光器组成，所有的部件都安装于同一平台上，其光学位置关系为：目标光依次经过低分辨率大角度的快速反射镜M2、高分辨率小角度的快速反射镜M1反射，再透过分光镜M3到达CCD图象探测系统；信标激光器发射光依次透过分光镜M3、低分辨率大角度的快速反射镜M2、高分辨率小角度的快速反射镜M1反射到达目标，其中，M2、M1的位置可以互换；信标激光器光轴与探测光轴相交于高分辨率小角度的快速反射镜M1中心点；分光镜M3用于将目标光和信标激光器发射光分开，实现信标激光高反射，目标光透过；其中，高分辨率小角度的快速反射镜M1、低分辨率大角度的快速反射镜M2的控制系统分别包含功率驱动、控制板卡、高精度采集单元、驱动电源；高精度采集单元包括模拟电路预处理单元、A/D和D/A；CCD图象探测系统是提供光学位置偏差的系统，可以通过串口将位置偏差送给控制板卡；高分辨率小角度的快速反射镜M1上安装有测角位置偏转的应变片，经过高精度采集单元可以将应变片的变化量转为为数字量，通过串口送给控制板卡；利用位置偏差以及应变片的变化量就可以实现高分辨率小角度的快速反射镜M1、低分辨率大角度的快速反射镜M2的控制；以及：该跟踪系统具有下面2种控制方式之一：控制方式1：高分辨率小角度的快速反射镜M1直接利用CCD图象探测系统提供的位置偏差进行闭环，低分辨率大角度的快速反射镜M2闭环信号为位置偏差和高分辨率小角度的快速反射镜M1的偏转角之和；控制方式2：低分辨率大角度的快速反射镜M2闭环信号为高分辨率小角度的快速反射镜M1的偏转角；无论哪种控制方式应满足下面2个基本要求：1)低分辨率大角度的快速反射镜M2的闭环角度分辨率应远小于高分辨率小角度的快速反射镜M1最大偏转角；2)低分辨率大角度的快速反射镜M2的闭环带宽应不大于高分辨率小角度的快速反射镜M1闭环误差抑制带宽；也就是利用一个位置探测器提供的位置信息实现同一光路中的2块快速反射镜闭环，互不耦合偏转，达到了高精度大角度的跟踪功能。