[發明專利]一種低重頻激光自準直裝置及其準直方法

有效

• 申請號: 202110472051.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113156654B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 趙研英;耿易星;顏學慶
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種低重頻激光自準直裝置及其準直方法。本發明在自準直系統的激光器與第一自動控制鏡片之間置入參考光系統，在得到參考光的光斑的初始位置數據后，在自準直系統加入自準直調節元件；通過觀察剩下的參考光在第一探測器和第二探測器上的光斑位置數據來調節第一自動控制鏡片和第二自動控制鏡片，使參考光指向性實時控制，且參考光的傳輸不影響激光器輸出的激光傳輸，因此當需要使用激光到應用終端時，能夠矯正因傳輸過程以及終端的不穩定性帶來的激光偏離；并且由于自準直系統的準直數據來自于參考光，因此不受激光重頻限制。

技術領域

本發明涉及激光領域，具體涉及一種低重頻激光自準直裝置及其準直方法。

背景技術

激光自上世紀六十年代發明至今，已被大量應用在各個領域。為了提高激光的應用效率，希望激光能夠長期準確地輻照在應用終端。然而由于激光自身具有指向穩定性問題，以及應用終端出環境惡劣情況，導致應用終端相對激光有抖動，因此，激光很難長期準確地輻照在應用終端。針對此，目前已有自準直系統，即通過自動控制系統矯正激光指向性，使激光能夠長期穩定地輻照到應用終端上。

現有的自準直系統是通過一對自動控制的鏡片以及各自對應的探測器組成。要完成自準直功能，需要探測器實時測量激光指向性，通過激光實時數據與預期調試目標進行比較后，將誤差反饋給自動控制的鏡片，調節鏡片的角度實現激光指向性的校正。因此這樣的自動控制系統需要激光具有一定重復頻率，通常在Hz量級以上。

然而在很多應用中，激光是單發的，并非重頻激光，這樣的自準直系統無法實現激光指向性的校正。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種低重頻激光自準直裝置及其準直方法。

本發明的一個目的在于提出一種低重頻激光自準直裝置，為自準直系統提供激光指向性校正。

自準直系統包括第一自動控制鏡片、第二自動控制鏡片、反射鏡片、分束片、第一探測器和第二探測器；其中，第一自動控制鏡片和第二自動控制鏡片均為反射鏡，激光器發出的激光分別經第一自動控制鏡片和第二自動鏡片反射后輸到應用終端；在應用終端前設置反射鏡片，將經第一自動控制鏡片和第二自動鏡片反射后的激光反射至分束片，經分束片后激光被分成兩路，其中一路被第一探測器接收，另一路經過聚焦透鏡被第二探測器接收；分別在第一探測器和第二探測器上設定目標位置；第一探測器實時探測光斑的位置得到光斑的探測位置，根據探測位置與目標位置的差距，自動調節第一自動控制鏡片，使第一探測器得到的光斑的探測位置接近目標位置；第二探測器實時探測光斑的位置得到光斑的探測位置，根據探測位置與目標位置的差距，自動調節第二自動控制鏡片，使第二探測器得到的光斑的探測位置接近目標位置；通過反復調節第一和第二自動控制鏡片，使得探測位置與目標位置的差距小于設定的數值；記錄此時的第一探測器和第二探測器上的光斑位置數據為光斑的初始位置數據DATA1。

本發明的低重頻激光自準直裝置包括：參考光系統和自準直調節元件；低重頻激光自準直裝置包括兩個階段：參考光定位階段和自準直調節階段；