[发明专利]激光测距仪接收视场标定及光轴平行度测量的装置和方法

摘要

激光测距仪接收视场标定及光轴平行度测量的装置和方法。本发明涉及一种激光测距仪接收中心视场标定及视场测量的装置和方法，包括标定光源、光束整形与精密调整组件、漫透射板、功率计、平行光管、待测激光测距系统及示波器。本发明不仅可以标定激光接收中心视场，测量接收视场范围，而且能够进行发射光轴与接收光轴平行度的测量。其特点主要表现在利用高光束质量的辅助标定光源产生模拟回波并扫描接收视场，实现对激光测距仪中心视场的标定、视场范围的测量和收发光轴平行度的测量。

主权项

一种基于激光测距仪测量装置的激光测距仪发射和接收光轴平行度测量的方法，所述激光测距仪测量装置包括辅助标定光源(1)、光束整形与精密调整组件(2)、漫透射板(3)、功率计(4)、平行光管(5)、待测激光测距系统(6)及示波器(7)；所述光束整形与精密调整组件(2)包括激光扩束镜头(201)、能量衰减器(202)、激光汇聚透镜(203)和三维精密调整架(204)组成；扩束镜头(201)、能量衰减器(202)和汇聚透镜(203)均安装在三维精密调整架(204)上；漫透射板(3)放置在激光汇聚透镜(203)的焦平面上；所述待测激光测距系统(6)包括激光发射机(601)、接收光学系统(602)、探测及放大电路系统(603)；漫透射板(3)放置在平行光管(5)的焦平面处，激光发射机(601)发出的激光通过平行光管(5)汇聚后在漫透射板(3)上形成光斑；辅助标定光源(1)发出的激光光束，经过激光扩束镜头(201)的准直扩束后，调整能量衰减器(202)的不同衰减倍率，再耦合到汇聚透镜(203)中，在漫透射板(3)上形成光斑，通过平行光管(5)传输至接收光学系统(602)，经探测及放大电路系统(603)发送至示波器(7)；需要测试入射到平行光管(5)内的光功率P时，将功率计(4)放置在漫透射板(3)与平行光管(5)之间，距离平行光管(5)焦平面的距离为：d＝D1*f/D2，D1为功率计的有效接收口径，D2为平行光管的口径，f为平行光管的焦距；其特征在于包括如下步骤：1)待测激光测距系统(6)的收发光轴平行度装调完成后，开启激光发射机(601)，由激光发射机(601)发出的激光通过平行光管(5)汇聚后在漫透射板(3)上形成光斑A，记录光斑A的位置；2)关闭激光发射机(601)，开启辅助标定光源(1)，发出激光光束，经过激光扩束镜头(201)的准直扩束后，再耦合到汇聚透镜(203)中，在漫透射板(3)上形成光斑，调整三维精密调整架(204)，使光斑汇聚到漫透射板(3)的中心，漫透射板(3)的中心即为平行光管焦平面的中心；3)将功率计(4)放置在漫透射板(3)与平行光管(5)之间，检测入射到平行光管(5)内的光功率P，功率计(4)距离平行光管(5)焦平面的距离为：d＝D1*f/D2，其中D1为功率计(4)的有效接收口径，D2为平行光管(5)的口径，f为平行光管(5)的焦距；计算激光测距系统(6)接收到的模拟回波光功率P’，计算公式如下：P’＝P*D3/D2，其中，D3为激光测距系统(6)有效接收口径；设置衰减倍率，使激光测距系统(6)接收到的模拟回波光功率P’在其接收回波的动态范围内，开启能量衰减器(202)，并撤离功率计；调整三维精密调整架(204)使辅助标定光源(1)形成的光斑与光斑A的位置重合，漫透射板(3)产生激光发射机(601)的模拟回波；4)开启接收光学系统(602)、探测及放大电路系统(603)和示波器(7)，调节三维精密调整架(204)分别进行俯仰和方位向的视场扫描，记录示波器(7)采集探测及放大电路系统(603)输出的回波波形，标定中心视场对应到漫透射板(3)上的模拟回波焦点；5)计算漫透射板(3)上的模拟回波焦点与激光发射像点的相对位移Δd，计算回波信号的光轴与发射光轴的夹角误差6)Δθ在阈值范围内，则判定为收发光轴平行度装调合格；Δθ超过设定阈值，则判定为收发光轴平行度装调不合格，需重新调整。