單透鏡近遠場基準裝置制造方法及圖紙

一種單透鏡近遠場基準裝置。本發(fā)明專利技術采用單透鏡同時將光束近場和遠場成像在CCD上，CCD作為近、遠場的共同基準，從一幅圖像中既獲得自動準直必須的光束的近場，又獲得光束的遠場，通過一幅圖像就可以處理出光束與基準的偏差。與傳統(tǒng)分離設計的近遠場準直基準相比，光路更加緊湊，通過簡化準直光路及減少圖像處理數(shù)據(jù)量，進而提高自動準直速度。該近遠場基準裝置結構簡單，易于實現(xiàn)，可有效提高自動準直圖像數(shù)據(jù)獲取和處理速度。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及激光自動準直，特別是一種單透鏡近遠場基準裝置。
技術介紹
在高功率激光及一般的激光研宄中，激光光束傳播方向性好，相應的光學系統(tǒng)往 往只針對某一特定光束傳播方向設計。因此，在光學系統(tǒng)設計中，往往設計光束方向控制系 統(tǒng)來實現(xiàn)光束傳播方向的控制，特別是在高功率激光系統(tǒng)中，由于光束傳播方向控制精度 要求高，系統(tǒng)結構復雜，通常采用高精度計算機自動準直的方法實現(xiàn)整個光學系統(tǒng)的自動 準直。隨著高功率激光技術的發(fā)展，激光系統(tǒng)規(guī)模越來越龐大，迫切需要提高現(xiàn)有光束自動 準直的速度。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提出一種單透鏡近遠場基準裝置，該裝置為大規(guī)模激光系統(tǒng)的自 動準直基準提供一種理想選擇。 為實現(xiàn)上述目標，本專利技術的技術解決方案如下： 一種單透鏡近遠場基準裝置，其特點在于：該裝置包括沿待準直光束輸入方向依 次的主透鏡、平行平板和CCD，所述的平行平板位于所述的主透鏡的焦點之前，所述的平行 平板的法線方向和所述的CCD的像面法線方向均與所述的主透鏡的光軸嚴格平行，所述的 CCD的像面位于主光束經(jīng)所述的平行平板二次反射的匯聚點上，所述的CCD的輸出端與計 算機的輸入端相連。 所述的C⑶的中心位于主透鏡的光軸上。 所述的平行平板具有沿光軸方向的移動導軌。 本專利技術單透鏡近遠場基準裝置的主透鏡的主軸確定一條直線，該直線即為裝置的 基準。當光束近場圖像和遠場圖像的中心與CCD的中心重合時，表明待準直光束傳播方向 已經(jīng)調節(jié)到與裝置的基準重合，即實現(xiàn)裝置的準直基準功能。 光束近場中心的識別只需要通過標記點或光束輪廓就可以獲取；光束遠場中心位 于近場圖像內，由于是光束遠場區(qū)域疊加了光束近場，故光束遠場區(qū)域的亮度比光束近場 輪廓區(qū)域要高，可以比較方便地識別遠場方向。從準直圖像中識別出光束的近場中心及遠 場中心的位置，根據(jù)光學系統(tǒng)特點，計算機解析出待準直光束的傳輸矩陣。可將其反饋給自 動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋控制信號進行光束傳輸方向控制，實現(xiàn)自動準直。【附圖說明】 圖1是本專利技術單透鏡近遠場基準裝置的示意圖 圖中： 1-主透鏡；2-平行平板；3-CQ) ;4_計算機。 圖2是同時含有近場及遠場圖像的準直圖像不意圖【具體實施方式】 下面結合實施例和附圖對本專利技術作進一步說明，但不應以此限制本專利技術的保護范 圍。 圖1是本專利技術單透鏡近遠場基準裝置示意圖，由圖可見，本專利技術單透鏡近遠場基 準裝置由主透鏡1、平行平板2、CCD3和計算機4構成。圖2是待準直光束偏離目標光軸時 的準直圖像示意圖，近場圖樣坐標為（xn，yn)，遠場圖樣坐標中心為（xf，yf)。以此為例進行 分析。 主透鏡1焦距為f，主透鏡1到達平行平板2前表面的距離為，平行平板的厚度 為d。當待準直光束與目標方向完全重合時，待準直主光束二次反射匯聚于點02，我們稱之 為遠場點，〇 2離平行平板的距離為a2;主光束透過平行平板后，在匯聚之前到達(XD像面， (XD感應到一個匯聚之前的光斑，我們稱之為近場光斑。 根據(jù)光傳輸矩陣，近場光束從主透鏡前表面到達CCD的傳輸矩陣為：【主權項】1. 一種單透鏡近遠場基準裝置，其特征在于：該裝置包括沿待準直光束輸入方向依次 的主透鏡（1)、平行平板（2)和CCD (3)，所述的平行平板（2)位于所述的主透鏡（1)的焦點 之前，所述的平行平板（2)的法線方向和所述的CCD (3)的像面法線方向均與所述的主透鏡 (1)的光軸嚴格平行，所述的CCD(3)的像面位于主光束經(jīng)所述的平行平板（2)二次反射的 匯聚點上，所述的CCD(3)的輸出端與計算機（4)的輸入端相連。2. 根據(jù)權利要求1所述的單透鏡近遠場基準裝置，其特征在于所述的CCD (3)的中屯、位 于主透鏡的光軸上。3. 根據(jù)權利要求1所述的單透鏡近遠場基準裝置，其特征在于所述的平行平板具有沿 光軸方向移動導軌。【專利摘要】一種單透鏡近遠場基準裝置。本專利技術采用單透鏡同時將光束近場和遠場成像在CCD上，CCD作為近、遠場的共同基準，從一幅圖像中既獲得自動準直必須的光束的近場，又獲得光束的遠場，通過一幅圖像就可以處理出光束與基準的偏差。與傳統(tǒng)分離設計的近遠場準直基準相比，光路更加緊湊，通過簡化準直光路及減少圖像處理數(shù)據(jù)量，進而提高自動準直速度。該近遠場基準裝置結構簡單，易于實現(xiàn)，可有效提高自動準直圖像數(shù)據(jù)獲取和處理速度。【IPC分類】G02B27-30【公開號】CN104536149【申請?zhí)枴緾N201410833519【專利技術人】唐順興, 朱健強, 朱寶強, 郭亞晶, 惠宏超 【申請人】中國科學院上海光學精密機械研究所【公開日】2015年4月22日【申請日】2014年12月23日本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種單透鏡近遠場基準裝置，其特征在于：該裝置包括沿待準直光束輸入方向依次的主透鏡(1)、平行平板(2)和CCD(3)，所述的平行平板(2)位于所述的主透鏡(1)的焦點之前，所述的平行平板(2)的法線方向和所述的CCD(3)的像面法線方向均與所述的主透鏡(1)的光軸嚴格平行，所述的CCD(3)的像面位于主光束經(jīng)所述的平行平板(2)二次反射的匯聚點上，所述的CCD(3)的輸出端與計算機(4)的輸入端相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：唐順興，朱健強，朱寶強，郭亞晶，惠宏超，
申請(專利權)人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31