[發明專利]單軸雙光束發射裝置及三軸雙光束平行光調整系統、方法

有效

• 申請號: 202010640646.1
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111811487B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 張登偉;張智航;管寧;周一覽;陳侃
• 申請（專利權）人: 浙江大學;北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01H9/00;G02B27/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種單軸雙光束發射裝置及三軸雙光束平行光調整系統、方法，屬于光路平行關系檢測及調整技術領域。本裝置包括三軸雙光束發射組件、三平面測試組件、信息采集模塊和測試PC機；所述三平面測試組件的三個平面上均安裝有PSD傳感器陣列，所述三軸雙光束發射組件位于三平面測試組件的一側，三軸雙光束發射組件發射的激光光束分別入射至每一個PSD傳感器陣列上；所述的PSD傳感器陣列通過信息采集模塊與測試PC機連接。克服了傳統的光束平行調整裝置采用平行光管的局限性，能夠進行三軸(X軸，Y軸，Z軸)雙光束，共6路光的平行度測量，測量調整完畢后可以實現三軸雙光束軸內平行，軸間正交。

技術領域

本發明屬于光路平行關系檢測及調整技術領域，具體涉及一種單軸雙光束發射裝置及三軸雙光束平行光調整系統、方法。

背景技術

隨著科學技術和社會的發展，各種光學測量儀器和設備被應用于生產，生活，科學研究，從民用領域的激光測距，醫療手術到軍用領域的激光制導，動態姿態測量。因此，高精度、高分辨率、寬頻帶、非接觸等要求逐漸成為光學測量儀器的制造要求。

在動態姿態測量領域，最常用的方法是通過不同方向的兩束平行光進行非接觸檢測，但是在實際應用中，很難將平行光管中的任意一條光調整到與水平面平行，而且安裝相位往往是隨機的，使得光學測量系統難以達到高精度的要求。在提升光學測量系統的精度和分辨率時，光束的平行度往往是限制精度提升的重要因素之一。傳統的雙光束平行檢測，多采用人工反復調校，在可見光束調校時，可以采用眼觀察方式逐漸校對，調校過程繁瑣，不確定性較多，非常不方便，針對非可見光的調試更加大了調校難度，在調試紅外光線、紫外光線時更加困難。現有的一些報道使用大口徑的平行光管，通過將兩束光成像在平行光管像面的兩點間距和傳播距離解算出兩光束在空間中的夾角。但是平光光管的使用，限制了空間光路，并且只能測量單一方向的兩光束是否平行，無法進行雙軸甚至三軸的光束平行度檢測。同時，現有技術只能對平行光束進行平行度的檢測，并無法根據檢測結果，進行對應的閉環調整，使得平行光束的精度較低。

發明內容

針對現有平行光檢測裝置無法進行雙軸或三軸的光束平行度檢測，且由于缺少相應的閉環調整導致檢測精度較低的缺點，本發明提供了一種單軸雙光束發射裝置及三軸雙光束平行光調整系統、方法，不需要使用平行光管即可測量兩束光的平行度，并且根據測得的數據對光束進行角度調整，以實現其平行；同時本發明可以進行三軸(X軸，Y軸，Z軸)雙光束，共6路光的平行度測量，測量調整完畢后可以實現三軸雙光束軸內平行，軸間正交。通過本發明可以對應用多普勒激光測振儀進行三軸非接觸式姿態測量的系統進行三軸平行光的檢測及標定，以提高非接觸式姿態測量的精度。

本發明采用如下技術方案：

本發明的一個目的在于提供一種單軸雙光束發射裝置，包括雙滑塊水平位移臺、兩組垂直位移臺和兩臺激光源，所述的兩組垂直位移臺分別安裝在雙滑塊水平位移臺的兩個滑塊上，每一組垂直位移臺上均安裝有一臺激光源；

所述的雙滑塊水平位移臺包括第二導軌、第二絲杠滑塊副和第二電機；所述的第二導軌水平安裝在地面或基板上，第二導軌包括兩個互不影響的軌道，每一個軌道上均安裝有第二絲杠滑塊副，所述的第二絲杠滑塊副通過第二電機驅動；

所述的垂直位移臺包括第一導軌、第一絲杠滑塊副、第一電機和調整組件，所述的第一導軌垂直安裝在雙滑塊水平位移臺的滑塊上，第一導軌上安裝有第一絲杠滑塊副，所述的第一絲杠滑塊副通過第一電機驅動；所述的調整組件包括偏航角調整臺、俯仰角調整臺、第一轉接板和第二轉接板，所述的偏航角調整臺通過第一轉接板固定在第一絲杠滑塊副的滑塊上，俯仰角調整臺安裝在偏航角調整臺上，激光源通過第二轉接板安裝在俯仰角調整臺上，所述的偏航角調整臺和俯仰角調整臺均設有調整手柄和刻度尺。