[發明專利]一種測量主動光電系統收發同軸的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710950060.3
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107727008B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 吳金才;何志平;王天洪;張亮;舒嶸;王建宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;G01M11/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 李秀蘭

本發明公開了一種測量主動光電系統收發同軸的裝置及方法，該發明基于分光鏡(Beam?Splitter)的分光功能，將光束分析儀與光纖端面等距離的固定到分光鏡(Beam?Splitter)兩側，從而組合成一個固定收發一體的焦面模塊。將該焦面模塊放置于平行光管焦面處發射的激光可以被主動光電系統接收，同時焦面模塊的光束分析儀可以接收被主動光電系統發出的激光，通過二者之間的關系來判斷主動光電系統的光軸偏差。該發明適用于各種主被動結合的光電系統收發同軸檢測等領域，焦面模塊固定、定標方法簡單、價格低廉。

技術領域

本發明屬于光學檢測技術領域，尤其涉及一種測量主動光電系統收發同軸的裝置及方法，該發明裝置結構簡單、可移植性強，匹配到電腦固定的測試軟件操作簡單、方便、快捷，特別適用于各種主被動結合的光電系統收發同軸檢測等領域。

背景技術

激光遙感系統是一種主動式的現代光電遙感設備,是傳統的無線電或微波雷達(radar)向光學頻段的延伸。激光以其高空間分辨率、高靈敏度、單色性好、全天候等優良特性而備受青睞，在地球科學和行星科學領域有著廣泛的應用。國內外發展的激光遙感系統主要包括激光高度計、激光測距機、激光雷達等。由于所用探測波長的縮短和方向性的加強,系統的空間、時間分辨能力都得到了很大的提高，在軍事、航天、大地測繪、工程建筑等方面都有著廣泛的應用和深入的研究。

對激光光學儀器來說，光軸配準度是儀器的關鍵技術指標之一，光軸的變化將直接影響到系統的探測水平，而隨著各種光學儀器應用范圍的擴大和應用需求的提高，對光學儀器的穩定性、光軸配準精度的要求也越來越高，也對光學儀器的地面定標及性能測試提出了更高的要求。激光遙感系統的探測能力指標主要包括系統測距精度、探測范圍(最大測程、最小測程)、測距分辨率和探測概率(虛警率、漏警率)。而光軸配準度的變化將直接影響到系統的探測能力，這就要求能有標準的儀器或設備能對其進行測試，并及時標定出變化情況。

本發明基于分光鏡(Beam?Splitter)的分光功能，將光束分析儀與光纖端面等距離的固定到分光鏡(Beam?Splitter)兩側，從而組合成一個固定收發一體的焦面模塊。而角錐棱鏡作為一種依據臨界角原理制造的內部全反射棱鏡，它不受入射角大小的影響，將任意進入通光孔徑內的入射光線高效的按方向返回。本發明基于角錐棱鏡的自準直功能,將收發一體的焦面模塊放置于平行光管焦面處，利用角錐棱鏡輔助標定收發一體的焦面模塊發射光源與接收探測器像元之間的關系,從而實現對被測儀器的收發同軸的測試。本發明適用于各種主被動結合的光電系統收發同軸檢測等領域，該發明的收發一體的焦面模塊固定、定標方法簡單、價格低廉。

發明內容

本發明的目的是提供一種測量主動光電系統收發同軸的裝置及方法。該發明基于分光鏡(Beam?Splitter)的分光功能，將光束分析儀與光纖端面等距離的固定到分光鏡(Beam?Splitter)兩側，從而組合成一個固定收發一體的焦面模塊。同時利用角錐棱鏡在不受入射角變化影響的情況下，能夠將任意進入通光孔徑內的入射光線高效的按原方向返回的自準直功能來標定收發一體的焦面模塊的同軸關系,焦面模塊發射的激光可以被主動光電系統接收，同時焦面模塊的光束分析儀可以接收被主動光電系統發出的激光，通過二者之間的關系來判斷主動光電系統的光軸偏差。該發明適用于各種主被動結合的光電系統收發同軸檢測等領域，焦面模塊固定、定標方法簡單、價格低廉。

本發明方法的檢測裝置如附圖1所示：該發明裝置由平行光管1、收發一體的焦面模塊2、角錐棱鏡3、被測主動光電系統4組成。所述的收發一體的焦面模塊2由分光鏡2-1、帶有電腦的光束分析儀2-2、可更換光纖的激光器2-3組成；其中所述的帶有電腦的光束分析儀2-2的光敏面與可更換光纖的激光器2-3光纖端面等距離固定于分光鏡2-1的兩側，所述的帶有電腦的光束分析儀2-2用于接收經過平行光管1會聚的信號，所述的可更換光纖的激光器2-3引入光信號，光信號經過被測平行光管1后產生發射的平行光，用于產生平行光源；帶有電腦的光束分析儀2-2中電腦用于觀測成像光斑在光束分析儀上的位置。