[发明专利]一种三路共轴透射式CO2激光烧蚀装置

摘要

为解决传统高压电线搭接异物清除方式安全性低、维护成本高、清除效率低，以及现有CO₂激光烧蚀简易装置不适用于远距离或异物较小时的清除的技术问题，本发明提供了一种三路共轴透射式CO₂激光烧蚀装置。采用共轴分光镜组实现了CO₂激光扩束聚焦系统、可见光摄相机及激光测距系统三路共轴，CO₂激光扩束聚焦系统基于离轴RC镜组，无中心遮拦，轻质且可满足大口径使用需求；可见光摄相机的光轴与CO₂激光扩束聚焦系统的光轴保持共轴，能够确保烧蚀效果最佳；测距系统的光轴与CO₂激光扩束聚焦系统的光轴保持共轴，能够确保调节负透镜组中最大的负透镜时，实现CO₂激光的远距离聚焦；利用可见光摄像机结合二维旋转机构能够实现异物目标的搜索、捕获和锁定。

主权项

1.一种三路共轴透射式CO₂激光烧蚀装置，其特征在于：包括CO₂激光扩束聚焦系统(1)、共轴分光镜组(4)、可见光摄像机(2)、测距系统(3)、二维旋转机构(5)及显控终端(7)；CO₂激光扩束聚焦系统(1)、可见光摄像机(2)、测距系统(3)和共轴分光镜组(4)封装于一体，设置于二维旋转机构(5)上；CO₂激光扩束聚焦系统(1)包括CO₂激光器(11)和CO₂激光扩束聚焦光学系统(12)；CO₂激光扩束聚焦光学系统(12)为伽利略望远镜型式透射红外系统，包括由正透镜组(121)及负透镜组(122)构成的近似无焦或近似无焦系统；每个负透镜组(122)包括沿光路依次设置的N个尺寸不同的负透镜，依次记为负透镜(122N)，…负透镜(1221)；负透镜组(122)中：负透镜(122N)尺寸最小，设置于CO₂激光器(11)的出射光路上；负透镜(1221)尺寸最大，且位置可调；每个正透镜组(121)包括沿光路依次设置的N个尺寸不同的正透镜，依次记为正透镜(121N)，…正透镜(1211)；正透镜组(121)中：正透镜(121N)尺寸最小，设置于负透镜(122N)的出射光路上；正透镜(1211)尺寸最大；负透镜(122N)的尺寸小于正透镜(121N)的尺寸，正透镜(1211)的尺寸大于负透镜(1221)的尺寸；所述N为小于等于3的自然数；负透镜组和正透镜组采用负、正透镜交替设置的方式级联，即按照负透镜(122N)、正透镜(121N)、…负透镜(1221)、正透镜(1211)设置；相邻负透镜(122X)及正透镜(122X)为一组，构成伽利略望远镜型式无焦或近似无焦系统，X为小于等于3的正整数；正透镜(1211)的出射光路上设置所述共轴分光镜组(4)；共轴分光镜组(4)包括平行设置的主路分光镜(41)与双路分光镜(42)，主路分光镜(41)和双路分光镜(42)上均镀制有双色分光膜；主路分光镜(41)上的双色分光膜，对CO₂激光透过，对可见光及测距激光反射；双路分光镜(42)上的双色分光膜，对测距激光透过，对可见光反射；主路分光镜(41)设置在正透镜(1211)的出射光路上；定义主路分光镜(41)远离正透镜(1211)的面为第一镜面，双路分光镜(42)设置在第一镜面的反射光路上；可见光摄像机(2)的光轴与正透镜(1211)的出射光束光轴共轴；定义双路分光镜(42)面向主路分光镜(41)的面为第二镜面，可见光摄像机(2)位于所述第二镜面的反射光路上；测距系统(3)位于所述第二镜面的透射光路上；显控终端(7)包括显示终端(71)及控制操纵器(72)；控制操纵器(72)与CO₂激光扩束聚焦系统(1)、可见光摄像机(2)、测距系统(3)和二维旋转机构(5)均相连，用于：调节二维旋转机构(5)的方位和俯仰；将可见光摄像机(2)所获取的影像以及测距系统(3)输出的测距数据传送至显示终端(71)；根据测距系统(3)的测距数据对所述负透镜(1221)进行位置调节以控制CO₂激光扩束聚焦系统(1)对烧蚀目标的锁定、激光烧蚀；监控烧蚀过程。