[發明專利]折反式多光軸同軸度動態檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 202110015574.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112648942B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 江倫;代天君;李小明;張家齊;高亮;李響;董巖;常帥;安巖;宋延嵩;董科研;佟首峰
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;G01M11/02;H01S3/10;H01S5/06
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

1.折反式多光軸同軸度動態檢測裝置，其特征是，該裝置包括窗口(1)、拋物鏡(2)、折轉反射鏡(3)、準直鏡頭(4)、電控衰減片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)、PS光光瞳檢測相機(8)、能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦鏡頭一(11)、PS光光軸檢測相機(12)、1/4波片(13)、1/2波片(14)、偏振分光片(15)、聚焦鏡頭二(16)、P光光軸檢測相機(17)、反射鏡(18)、聚焦鏡頭三(19)和S光光軸檢測相機(20)；

窗口(1)、拋物鏡(2)、折轉反射鏡(3)、準直鏡頭(4)組成二級縮束系統；準直鏡頭(4)、電控衰減片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)和PS光光瞳檢測相機(8)依次同軸安裝；能量分光片一(6)、能量分光片二(9)、1/4波片(13)、1/2波片(14)、偏振分光片(15)和反射鏡(18)依次同軸安裝；能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦鏡頭一(11)和PS光光軸檢測相機(12)依次同軸安裝且組成PS光光軸檢測支路；偏振分光片(15)、聚焦鏡頭二(16)和P光光軸檢測相機(17)依次同軸安裝且組成P光光軸檢測支路；反射鏡(18)、聚焦鏡頭三(19)和S光光軸檢測相機(20)依次同軸安裝且組成S光光軸檢測支路；

待檢測高能激光系統發射由P光和S光組成的激光束，激光束透過窗口(1)入射到拋物鏡(2)進行反射，反射光經過窗口(1)后表面反射到折轉反射鏡(3)后反射進入準直鏡頭(4)，準直鏡頭(4)出射的準直光透過電控衰減片(5)入射到能量分光片一(6)，透過能量分光片一(6)的激光束入射到起偏器一(7)，激光束透過起偏器一(7)后由PS光光瞳檢測相機(8)接收；由能量分光片一(6)反射的激光束入射到能量分光片二(9)，激光束經能量分光片二(9)反射后入射到起偏器二(10)，激光束透過起偏器二(10)通過聚焦鏡頭一(11)會聚到PS光光軸檢測相機(12)上；能量分光片二(9)透射的激光束依次透過1/4波片(13)和1/2波片(14)入射到偏振分光片(15)，偏振分光片(15)將激光束中的P光和S光分開，P光反射由聚焦鏡頭二(16)會聚到P光光軸檢測相機(17)上；透過偏振分光片(15)的S光由反射鏡(18)反射到聚焦鏡頭三(19)上，P光經過聚焦鏡頭三(19)會聚S光光軸檢測相機(20)上。

2.根據權利要求1所述的折反式多光軸同軸度動態檢測裝置，其特征在于，所述窗口(1)接收的波長范圍為1040-1090nm，入射角度為15°±2°，前表面鍍高透膜，且P光和S光透射率均大于99.8％；后表面鍍半反半透膜，且P光和S光透射率為50±2％；前后表面膜系耐強光。

3.根據權利要求1所述的折反式多光軸同軸度動態檢測裝置，其特征在于，所述能量分光片一(6)和能量分光片二(9)的分光比均為95：5，工作角度為45°。

4.根據權利要求1所述的折反式多光軸同軸度動態檢測裝置，其特征在于，所述偏振分光片(15)的S光反射率Rs＞95％，P光和S光透射率比值為Tp:Ts10000:1，工作角度45°。

5.根據權利要求1所述的折反式多光軸同軸度動態檢測裝置，其特征在于，所述反射鏡(18)反射率大于95％，工作角度45°。

6.折反式多光軸同軸度動態檢測裝置的檢測方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

步驟1，待檢測高能激光系統發射由S光和P光組成的一束激光束，激光束透過窗口(1)入射到拋物鏡(2)進行反射，反射光經過窗口(1)后表面反射到折轉反射鏡(3)后反射進入準直鏡頭(4)，準直鏡頭(4)出射的準直光；

步驟2，電控衰減片(5)對準直光能量進行衰減，準直光由電控衰減片(5)衰減光能量后入射到能量分光片一(6)，能量分光片一(6)將激光束分為兩束，透射激光束入射到起偏器一(7)，起偏器一(7)將激光束中P光和S光能量進行均衡，激光束透過起偏器一(7)由PS光光瞳檢測相機(8)接收并對激光束中的P光和S光光斑同時成像，進行P光和S光的光斑重合度檢測，由能量分光片一(6)反射的激光束入射到能量分光片二(9)；

步驟3，能量分光片二(9)將入射激光束分為兩束，反射激光束入射到起偏器二(10)，起偏器二(10)將激光束中P光和S光能量進行均衡，激光束透過起偏器二(10)通過聚焦鏡頭一(11)會聚到PS光光軸檢測相機(12)上，對激光束中的P光和S光同時成像，提取光斑質心位置，以接近于穩態的光軸作為閉環零點，計算另外一個可移動光斑相對于閉環零點的脫靶量，并將脫靶量信息反饋給待檢測高能激光系統，進行P光和S光的光軸調節；

步驟4，能量分光片二(9)透射的激光束依次入射到1/4波片(13)和1/2波片(14)，1/4波片(13)和1/2波片(14)對入射激光束的偏振態進行調整，使得依次透過1/4波片(13)和1/2波片(14)的出射激光束中的P光和S光在偏振分光片(15)處能完全分開；

步驟5，偏振分光鏡(15)反射的P光由聚焦鏡頭二(16)會聚到P光光軸檢測相機(17)上，透射的S光經反射鏡(18)反射到聚焦鏡頭三(19)上，S光由聚焦鏡頭三(19)會聚到S光光軸檢測相機(20)上，P光光軸檢測相機(17)和S光光軸檢測相機(20)分別對P光和S光進行光斑成像；

步驟6，待檢測高能激光系統對目標進行跟蹤時，此時P光光軸檢測相機(17)和S光光軸檢測相機(20)分別對P光和S光光斑成像，且將此時P光光軸檢測相機(17)和S光光軸檢測相機(20)記錄的P光和S光的光斑質心位置作為閉環零點；

步驟7，待檢測高能激光系統出射高能量密度激光束時，高能量密度的激光束會發生抖動，P光光軸檢測相機(17)和S光光軸檢測相機(20)分別根據步驟(6)得到的閉環零點，并輸出P光和S光脫靶量信息傳遞給待檢測高能激光系統；

步驟8，PS光光軸檢測相機(12)、P光光軸檢測相機(17)和S光光軸檢測相機(20)將各自脫靶量信息反饋給待檢測高能激光系統，待檢測高能激光系統根據脫靶量信息進行光軸的實時調整，使得輸出激光束能量密度增大。