一種高頻高線性擺鏡檢測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種高頻高線性擺鏡檢測系統，包括光學平臺、測試設備和控制系統，測試設備包括設置在光學平臺上方的掃描器動態軌跡測量光路、掃描器過零檢測電路、半導體激光光源、四通道虛擬示波器和操作顯示臺，所述掃描器動態軌跡測量光路包括帶二維調節機構激光平行光管和軌跡接收系統，所述掃描器動態軌跡測量光路包括自準直行光管和二維微調工作臺，所述半導體激光光源經光纖輸出作為帶二維調節機構激光平行光管和自準直平行光管的激光光源，所述四通道虛擬示波器用于連接兩路PSD的Vx、Vy信號。本實用新型專利技術所提供的高線性擺鏡檢測系統，整機結構緊湊，且操作方便，安全性好，可以適應于外界各種干擾，檢測精確性高。

A high frequency and high linear pendulum mirror detection system

The utility model discloses a high frequency and high linear pendulum mirror detection system, including an optical platform, a test equipment and a control system. The test equipment includes a scanner dynamic trajectory measurement optical path, a scanner zero crossing detection circuit, a semiconductor laser light source, a four channel virtual oscilloscope and an operating display table above the optical platform. The dynamic trajectory measurement optical path of the scanner includes a laser parallel tube and a trajectory receiving system with a two-dimensional regulating mechanism. The scanner dynamic path measurement optical path includes a self collimating row light tube and a two-dimensional micro tuning worktable. The semiconductor laser source is used as a laser parallel tube with a two dimensional adjusting mechanism and a self quasi optical fiber output. The four channel virtual oscilloscope is used to connect two channels of Vx and Vy signals of PSD. The high linear pendulum measuring system provided by the utility model has compact structure, convenient operation, good safety, and can adapt to various external disturbances and have high detection accuracy.

【技術實現步驟摘要】
一種高頻高線性擺鏡檢測系統
本技術涉及光學檢測設備
，特別涉及一種高頻高線性擺鏡檢測系統。
技術介紹
高頻高精度擺鏡是線列掃描成像系統的關鍵組成部分，擺鏡擺動的線性度影響成像質量，重復性則影響成像穩定性。而擺鏡的性能主要通過其擺角特性來衡量，因此，可以通過測量擺鏡的實際擺角，并對所測試數據進行后續處理，實現擺鏡性能的測試評價。現有的技術中的擺鏡系統，不能夠適應于外界各種干擾，會影響擺鏡檢測系統的檢測精確度。
技術實現思路
為克服現有技術中存在的擺鏡系統，不能夠適應于外界各種干擾，會影響擺鏡檢測系統的檢測精確度的問題，本技術提供了一種高頻高線性擺鏡檢測系統。具體技術方案如下：一種高頻高線性擺鏡檢測系統，包括光學平臺、測試設備和控制系統，所述測試設備包括設置在光學平臺上方的掃描器動態軌跡測量光路、掃描器過零檢測電路、半導體激光光源、四通道虛擬示波器和操作顯示臺，所述光學平臺上方設置有保護罩，所述掃描器動態軌跡測量光路包括帶二維調節機構激光平行光管和軌跡接收系統，所述掃描器動態軌跡測量光路包括自準直行光管和二維微調工作臺，所述半導體激光光源經光纖輸出作為帶二維調節機構激光平行光管和自準直平行光管的激光光源，所述四通道虛擬示波器用于連接兩路PSD的Vx、Vy信號。優選的，所述帶二維調節機構激光平行光管包括光纖、平行光管和二維調節機構，所述二維調節機構包括俯仰微調結構和方位微調結構，所述光纖與平行光管相連，所述二維調節機構設置在平行光管的下部。優選的，所述帶二維調節機構激光平行光管的焦距為200mm，有效孔徑為φ40mm，光纖直徑為0.01mm，數值孔徑為0.33，方位微調的分辨率為0.18″，俯仰微調的分辨率為1.3″。優選的，所述自準直平行光管中自準物鏡的焦距為500mm，有效光學口徑為Ф50mm，PSD的有效面積為21*21mm，分辨率為1μm，響應時間為1μs。優選的，所述半導體激光光源為波長為650nm的半導體激光。本技術與現有技術相比具有以下有益效果：(1)整體性從測試臺結構布局可以看出，測試臺是一個整體儀器，以光學平臺為結構主體，所有的光學部件均在鋁合金保護罩內，形成一個整體，一方面保護光學元件免受灰塵污染，另一方面，防止部件丟失，誤調。(2)智能化測試臺采用計算機集中控制，具有諸多智能化的功能，如：故障診斷、參數設定、零位自動調整、參數自動計算、數據分析等智能化功能。(3)先進性測試臺采用半導體激光技術、光纖技術、調制解調技術、自動化技術于一體，實現了光、機、電、計算機的有機結合，使測試臺具有一定的技術含量，提高了測試系統抗外界光干擾的能力，體現出先進性。(4)集成度高測試設備選用了諸多標準電子儀器、光學儀器集成而成，一方面降低了成本，另一方面提高了可靠性。附圖說明圖1為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的主視圖；圖2為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的側視圖；圖3為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的俯視圖；圖4為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的激光平行光管的結構示意圖；圖5為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的自準直平行光管的結構示意圖；圖6為本技術一種高頻高線性擺鏡檢測系統的控制系統框圖。圖中，1.帶二維調節機構激光平行光管；2.軌跡接收系統；3.自準直平行光管；4.二維微調工作臺；5.夾具；6.激光光源；7.虛擬示波器；8.光學平臺；9.操作顯示臺；10.保護罩；11.光纖；12.平行光管；13.俯仰微調結構；14.方位微調結構；15.PSD光電探測器；16.被測擺鏡。具體實施方式下面結合附圖對本技術的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本技術，但并不構成對本技術的限定。此外，下面所描述的本技術各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。本技術提供了一種高頻高線性擺鏡檢測系統，如圖1、2和3所示，包括光學平臺8、測試設備和控制系統，測試設備包括設置在光學平臺8上方的掃描器動態軌跡測量光路、掃描器過零檢測電路、半導體激光光源6、四通道虛擬示波器7和操作顯示臺，所述光學平臺8上方設置有保護罩10，所述掃描器動態軌跡測量光路包括帶二維調節機構激光平行光管1和軌跡接收系統2，所述掃描器動態軌跡測量光路包括自準直行光管和二維微調工作臺4，所述半導體激光光源6經光纖11輸出作為帶二維調節機構激光平行光管1和自準直平行光管3的激光光源6，所述四通道虛擬示波器7用于連接兩路PSD的Vx、Vy信號。所有光學部件安裝在光學平臺8上，保護罩10一方面保護內部元件，另一方面起到防塵、防干擾光的主要；防護門在安裝被測掃描器時打開，測試時關閉；所有控制電器，包括控制計算機安裝在平臺下方的電器柜內，整機結構緊湊，整體性好，外形美觀。如圖4所示，帶二維調節機構激光平行光管1包括光纖11、平行光管12和二維調節機構，二維調節機構包括俯仰微調結構13和方位微調結構14，光纖11與平行光管12相連，二維調節機構設置在平行光管12的下部。帶二維調節機構激光平行光管1在標準平行光管12上進行改制，將普通照明光源改為光纖11激光光源6。激光平行光管1固定在電控二維微調機構上，可以進行方位、俯仰兩個方向的微調。帶二維調節機構激光平行光管1的焦距為200mm，有效孔徑為φ40mm，光纖11直徑為0.01mm，數值孔徑為0.33，方位微調的分辨率為0.18″，俯仰微調的分辨率為1.3″。軌跡接收系統2選用標準照相鏡頭，一方面成本低，最關鍵的是光學系統設計中消除了“畸變”，減小了因鏡頭“畸變”像差帶來的光點位移測量誤差。所選鏡頭有效光學口徑、離開掃描器旋轉中心距離、PSD受光面積等參數設計必須保證擺鏡±7°的擺角范圍內反射光可以完全進入接收系統，位置傳感器能夠采集到完整的光點軌跡。其中，接收鏡頭的有效光學口徑為Φ82，焦距為105mm，視場為32°，鏡頭結構為14組19片，PSD的有效面積為60*60mm分辨率為5μm，響應時間為6μs。如圖5所示，自準直平行光管3選用標準前置鏡進行改制，將普通照明光源、分劃板用光纖11光源代替，觀察目鏡用PSD位移傳感器代替，構成自準直激光平行光管1，光纖11發出的激光經準直物鏡準直后成平行出射的激光，掃描器反射鏡反射后，沿原光路返回，PSD位置傳感器上。改制時，光纖11發光點與PSD光敏面成共軛關系，并校正到準直物鏡焦面上。自準直平行光管3中自準物鏡的焦距為500mm，有效光學口徑為Ф50mm，PSD的有效面積為21*21mm，分辨率為1μm，響應時間為1μs。所選擇平行光管12、PSD參數，對應的測角分辨率為α＝0.4″，掃描器的測角分辨率為0.2″，自準直平行光管3的測角范圍為±1.0°，掃描器的過零測量范圍為±0.5°。當掃描器掃描范圍為±7°時，不同掃描頻率，在零位檢測光路中對應±0.5°，可采集到2次過零信號，每次過零信號可采集的寬度因掃描頻率不同Ts不同，如下表1：表1激光光源6采用波長為650nm的半導體激光作為光源，根據半導體激光器的工作原理，其輸出光在水平與垂直方向的發光角不同，輸出光為橢圓分布。為了使輸出激光均勻，本技術方案采用激光耦合到光纖11本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高頻高線性擺鏡檢測系統，包括光學平臺、測試設備和控制系統，其特征在于：所述測試設備包括設置在光學平臺上方的掃描器動態軌跡測量光路、掃描器過零檢測電路、半導體激光光源、四通道虛擬示波器和操作顯示臺，所述光學平臺上方設置有保護罩，所述掃描器動態軌跡測量光路包括帶二維調節機構激光平行光管和軌跡接收系統，所述掃描器動態軌跡測量光路包括自準直行光管和二維微調工作臺，所述半導體激光光源經光纖輸出作為帶二維調節機構激光平行光管和自準直平行光管的激光光源，所述四通道虛擬示波器用于連接兩路PSD的Vx、Vy信號。

【技術特征摘要】
1.一種高頻高線性擺鏡檢測系統，包括光學平臺、測試設備和控制系統，其特征在于：所述測試設備包括設置在光學平臺上方的掃描器動態軌跡測量光路、掃描器過零檢測電路、半導體激光光源、四通道虛擬示波器和操作顯示臺，所述光學平臺上方設置有保護罩，所述掃描器動態軌跡測量光路包括帶二維調節機構激光平行光管和軌跡接收系統，所述掃描器動態軌跡測量光路包括自準直行光管和二維微調工作臺，所述半導體激光光源經光纖輸出作為帶二維調節機構激光平行光管和自準直平行光管的激光光源，所述四通道虛擬示波器用于連接兩路PSD的Vx、Vy信號。2.根據權利要求1所述的一種高頻高線性擺鏡檢測系統，其特征在于：所述帶二維調節機構激光平行光管包括光纖、平行光管和二維調節機構，所述二維調節機構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳李宗，張德祥，王錦華，陳軒，
申請(專利權)人：揚州萊達光電技術有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32