[發明專利]一種基于光學微掃機構的激光空間合成傳輸系統

有效

• 申請號: 201711490982.7
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108287412B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 李夢慶;武春風;李強;姜永亮;胡黎明;許偉才;彭小康;胡海力;王玉雷;蘭碩
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: G02B27/14
• 分類號: G02B27/14
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 樊黎

本發明公開了一種基于光學微掃機構的激光空間合成傳輸系統，包括傳輸子系統、望遠子系統及成像子系統，還包括分光鏡。本發明使用時空間多束激光束分別從光纖激光器輸出，并輸入至準直組件，其中準直組件的負鏡組安裝于光學掃描機構上，通過調節光學掃描機構，可以實現激光束之間的準直；已被準直各激光束分別進入傳輸調焦組件，再經過分光鏡反射至快反鏡，然后進入主鏡、次鏡及調焦組件，最終實現多束激光束在空間的同一處匯聚至目標；光學微掃機構，其為柔性鉸鏈機構，其微位移由壓電陶瓷驅動實現，具備二維平移功能；其采用壓電陶瓷疊堆驅動，具備高運動分辨率、大行程的特點，可以實現微米級或亞微米級的分辨率以及幾十或幾百微米的行程。

技術領域

本發明屬于激光傳輸技術領域，具體涉及一種基于光學微掃機構的激光空間合成傳輸系統。

背景技術

激光空間合成傳輸系統是提高到靶功率密度的一種系統形式，起到將多束激光能量或激光信息匯聚至目標的作用；同時，傳輸系統包含一個望遠子系統，具有遠距離目標觀測和壓縮光束發散角的作用。激光空間合成是將空間不同分布的激光束通過傳輸系統，在空間目標處高度匯聚，這就要求激光器輸出的激光束之間的平行度嚴格一致，因此需要實現激光束達到亞微米的調整分辨率以及幾百微米的運動行程。然而，在實際工程中，常使用的普通機械調整方法無法滿足精度要求，同時也很難保證實時地調整。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種基于光學微掃機構的激光空間合成傳輸系統，包括包括傳輸子系統、望遠子系統及成像子系統，還包括分光鏡，

所述傳輸子系統包括多個微掃機構、多個準直組件及多個傳輸調焦組件；

所述望遠子系統包括快反鏡、主鏡、次鏡及調焦組件；

多束激光分別依次經過各自的微掃機構、準直組件、傳輸調焦組件，合束于分光鏡，再依次經過快反鏡、次鏡及調焦組件、主鏡，多束激光在主鏡上均勻分布，通過次鏡及調焦組件的調節，實現多束激光作用到預定位置的目標；

所述的準直組件，負鏡組安裝于光學微掃機構上，微掃機構由壓電陶瓷驅動，用以高精度微量調整各束激光間相互平行；

所述分光鏡對經過傳輸調焦組件調焦后的多束激光實現激光波段光束的反射，而透過可見光波段的光束；

所述的望遠子系統，通過快反鏡鎖定能量和信息輸出區域，先通過次鏡調焦后再通過主鏡，實現光束擴束、壓縮發散角，實現多束激光在不同空間目標處的匯聚；同時所述快速反射鏡，還用于實現空間目標的捕獲、跟蹤與瞄準。

進一步地，還包括成像子系統，所述成像子系統包括成像探測器、成像調焦組件和反射鏡；

所述反射鏡接受通過望遠子系統的分光鏡傳送來的目標信息，極大地降低光學元件因裝調誤差所引起的光軸偏差，將目標成像于成像探測器，通過成像調焦組件可使目標清晰成像，再通過快反鏡及成像控制單元使目標實時處于成像探測器的視場中心；所述成像子系統和望遠子系統共光路。

具體地，所述傳輸子系統還包括微掃機構控制單元，由所述微掃機構控制單元控制微掃機構，實現負鏡組在垂直于光軸平面內的二維移動，可以實時根據光束作用于目標的位置反饋，調整負鏡組的位置，從而實現各路激光束之間的高精度平行。

具體地，所述望遠子系統還包括快反鏡控制單元，用于控制快速反射鏡，實現移動目標的成像，并將激光光束傳輸至目標。

具體地，所述成像子系統還包括成像控制單元。

優選地，所述的光學微掃機構，為柔性鉸鏈機構，其微位移由壓電陶瓷驅動實現二維平移；其依據杠桿原理采用多級放大模式，增大了微掃機構的運動行程。