[發明專利]閉環控制的光路自動復位調整方法、裝置及其應用

在審

• 申請號: 202011116880.0
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112130276A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 馬衍駿
• 申請（專利權）人: 杭州奧創光子技術有限公司
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G01B11/00
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 李珍珍

本發明提供一種閉環控制的光路自動復位調節方法、裝置及應用，包括電促動鏡架、置于電促動鏡架上的反射鏡、位置傳感器以及驅動控制系統，其中電促動鏡架上集成紅外發射模塊，其中紅外發射模塊對外發射激光的光斑中心落入位置傳感器的感應范圍，位置傳感器以及電促動鏡架與驅動控制系統通信連接，其中紅外發射模塊發射的激光和光源的光路指向相異，發光波段相異，可實現閉環控制且具有抗干擾性能強的優勢，可在高干擾環境下實現光路自動復位調節。

技術領域

本發明涉及光學系統中光路自動調節領域，尤其是適用于固體激光器中空間光路自動調節的方法和裝置。

背景技術

大型光學系統中通常都包含各類反射鏡，其內光路通過各類反射鏡改變光路方向進而配合實現不同的光學效果，反射鏡的空間方位角變動會直接影響整個系統的穩定性，甚至會影響整個系統的功能實現，然而無論是溫度變化還是使用過程中的各類沖擊振動都會對整個光學系統帶來擾動。

舉例來說，固體激光器就是一種典型的復雜光學系統，其中一般會包含若干反射鏡。而固體激光器的一大通病就是穩定性不高，壽命短，往往工業化的激光器產品在售出后半年至一年內就會因為各種環境因素導致內部鏡片失調，影響激光器的正常運轉，這時就需要專業維修人員進行維護工作，無形中增加了人力與財力上的浪費。

具體而言，目前激光器內的光學鏡片大多固定在鏡架上通過機械鎖緊的方式使其不發生偏移，而激光器在運行一段時間后不可避免地受溫度、振動沖擊的影響，從而使某些鏡片偏離最初的位置，此時只能通過定期人工維護的方式保證激光器的運行參數。當然，市面上也有一些解決方案，比如中國專利CN109632641A中公開了一種利用激光在通過反射鏡后殘余透射光進行位置傳感，從而驅動鏡架進行自動優化調節的方法；中國專利CN110879453A中公開了一種利用多模塊化設計，使用感光相機來檢測反射鏡后的透射光，從而檢測出激光指向偏離量與偏移方向，從而為后續手動優化工作帶來便捷的方法。但這幾種方式都是通過探測光束被多個反射鏡反射后的殘余透射光來進行傳感器位置識別，這要求傳感器的敏感波段必須與待調整光的波段相同。而光學系統中的其余同波段雜散光往往會干擾傳感器的正常探測，造成傳感器的靈敏度降低或傳感器過飽和，從而影響整體裝置的功能。換言之，激光器中充盈的干擾光會增加傳感器的誤判幾率，甚至使得自動調節的機制失效。

綜上所述，在復雜光學系統中對光路進行科學的檢測與調整具有重要的意義。但是，目前的方案在實際應用的過程中表現效果不佳，急需一種具有抗干擾能力的光路自維護、自優化、自調節裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種閉環控制的光路自動復位調整方法、裝置及其應用，該光路自動復位調整方法和裝置可實現閉環控制且具有抗干擾性能強的優勢，可在高干擾環境下實現光路自動復位調節，該裝置可被用于復雜的光路系統中，減少光學系統的故障發生率以及減輕人工維護的負擔。

為實現以上目的，本技術方案提供一種閉環控制的光路自動復位調整裝置，至少包括：電促動鏡架、置于電促動鏡架上的反射鏡、位置傳感器以及驅動控制系統，其中電促動鏡架上集成紅外發射模塊，其中紅外發射模塊對外發射激光的光斑中心落入位置傳感器的感應范圍，位置傳感器以及電促動鏡架與驅動控制系統通信連接，其中紅外發射模塊發射的激光和光源的光路指向相異，發光波段相異。

第二方面，提供一種閉環控制的光路自動復位調節方法，采用如上所述的閉環控制的光路自動復位調整裝置，包括以下步驟：獲取基準位置坐標，其中基準位置坐標為該光路自動復位調整裝置處于基準位置時，紅外發射模塊發出的激光坐標位置；獲取實時位置坐標，其中實時位置坐標為紅外發射模塊實時的激光坐標位置；判斷實時位置坐標和基準位置坐標之間是否有偏差，若有偏差調整電促動鏡架的方位角。

第三方面，提供一種閉環控制的光路自動復位調整裝置的應用，包括：光源，如上所述的光路自動復位調整裝置以及后續光學裝置，光源朝向反射鏡所在位置發射光線，后續光學裝置位于反射鏡的光學反射方向上，反射鏡的光學反射方向偏離位置傳感器。