[发明专利]一种卫星激光测距中激光远场发散角测量方法与装置

摘要

本发明涉及一种卫星激光测距中激光远场发散角测量方法与装置，属于光学技术领域。该装置包括依次相连的激光发射系统、光斑成像系统和图像处理系统，激光发射系统包括激光器、激光扩束光路、望远镜和限孔板；激光扩束光路由一面负透镜和一面正透镜组合而成；光斑成像系统包括毛玻璃屏、成像透镜组和高分辨率CMOS相机；图像处理系统包括图像采集卡、图像处理模块和数据处理模块；采用本发明装置进行激光远场激光发散角测量，与传统方法相比，更为准确可靠，同时解决了大口径激光束发散角测量的困难，用比较少的设备完成测量，简单易行，节省成本，易于推广应用。

主权项

一种卫星激光测距中激光远场发散角测量装置，其特征在于，包括依次相连的激光发射系统、光斑成像系统和图像处理系统；所述的激光发射系统包括激光器、激光扩束光路、望远镜和限孔板；所述的激光扩束光路由一面负透镜和一面正透镜组合而成；激光器用于产生基横模高斯光束；激光扩束光路作为激光束与望远镜的中间适配光路，负透镜入射端与激光器产生的激光束匹配，正透镜出射端的激光束与望远镜匹配；激光器、激光扩束光路均位于库德房中；沿激光从望远镜射出方向，顺序设置有限孔板、毛玻璃屏、成像透镜组、高分辨率CMOS相机；限孔板设于望远镜镜筒的正前方的主镜焦面处，且限孔板上开有圆孔；限孔板用于挡住从望远镜射出的大部分激光束，只允许一部分激光束从圆孔通过；所述的光斑成像系统包括毛玻璃屏、成像透镜组和高分辨率CMOS相机；毛玻璃屏与通过限孔板上的圆孔发出的激光束相垂直以将激光光斑显示在毛玻璃屏上；毛玻璃屏上设有用于度量激光光斑直径的标尺；成像透镜组与激光束同轴，用于将毛玻璃屏上的激光光斑成像在像面上；高分辨率CMOS相机的光敏面位于激光光斑像面处，用于采集激光光斑图像；所述的图像处理系统包括图像采集卡、图像处理模块和数据处理模块；所述的高分辨率CMOS相机、图像采集卡、图像处理模块、数据处理模块依次相连；所述的图像采集卡用于压缩和存储高分辨率CMOS相机采集到的图像信号，供图像处理模块读取和使用；所述的图像处理模块用于对存储在图像采集卡中的图像进行预处理；所述的预处理为重构标尺和计算激光光斑直径，即根据标尺反演计算出真实激光光斑直径；所述的数据处理模块用于将通过图像处理模块得出的真实激光光斑直径计算激光远场发散角。