1.一种基于四象限探测器的光斑对准方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤1,将入射光束通过透镜(4)聚焦到四象限探测器(5)的光敏面上,四象限探测器(5)将接收到的光信号转换为四路电信号;
步骤2,将步骤1所得的四路电信号经放大电路放大,并传输给信号处理单元(7),将放大后的四路电信号在信号处理单元处理(7)内依次进行A\D转换、卡尔曼滤波处理;
步骤3,对步骤2处理后的四路电信号进行自适应阈值判断,根据判断结果控制云台(8)动作,云台(8)带动四象限探测器(5)动作,从而调整入射光束的位置,实现入射光斑的对准;
步骤3的具体过程如下:
步骤3.1,在信号处理单元(7)内设定四路电信号总能量的初始阈值为T;
步骤3.2,通过信号处理单元(7)采集四路电信号的能量分别为:SA、SB、SC、SD,计算四路电信号的能量总和为S;
步骤3.3,将步骤1设定的初始阈值T与步骤2所得的能量总和S进行比较,根据不同的比较结果,信号处理单元(7)向云台(8)发出相应的动作信号,云台(8)带动四象限探测器(5)进行相应的动作,从而调整入射光束的位置,实现入射光斑的对准;
步骤3.3的具体过程如下:
将步骤1设定的初始阈值T与步骤2所得的能量总和S进行比较,比较结果分析如下:当S<T时,则表明入射光斑不完整,调整入射光斑完整的具体过程如下:
选定光斑的扫描范围,选取光斑半径为该扫描范围的最大半径,令云台(8)顺时针转动方向为四象限探测器(5)扫描的正方向,以四象限探测器(5)的中心为起点,云台(8)带动四象限探测器(5)沿着扫描的正方向进行螺旋式扫描,扫描线与x、y轴的各交点间距相等,将扫描线与x、y轴交点处的信号存储在信号处理单元(7)内,选取存储在信号处理单元(7)内的各信号中表征能量的最大值,通过云台(8)将四象限探测器(5)移动到该最大值的坐标处,以该最大值的坐标为中心继续进行螺旋式扫描,直至信号处理单元(7)接收到的四路电信号的能量总和S大于等于初始阈值T,则入射光斑完整;
当S≥T时,则表明入射光斑完整;
在入射光斑完整的情况下,对入射光斑进行对准的过程如下:
分别采用如下公式(1)和公式(2)计算入射光斑在x方向上的偏移量Ux和在y方向上的偏移量Uy:当Ux和Uy同时为0时,则表明入射光斑严格对准,云台(8)不动作;
当Ux和Uy同时不为0时,则表明入射光斑在x方向和y方向上均未对准,此时,信号处理单元(7)发送信号给云台(8),云台(8)带动四象限探测器(5)在x方向移动k1倍的Ux,在y方向移动k1倍的Uy,k1为比例系数,直至Ux和Uy同时为0,实现入射光斑在x方向和y方向上同时对准,云台(8)停止动作;
当Ux为0,Uy不为0时,则表明入射光斑在x方向上已对准,在y方向上未对准,此时,信号处理单元(7)发送信号给云台(8),云台(8)带动四象限探测器(5)在y方向移动k2倍的Uy,k2为比例系数,直至Uy为0,实现入射光斑在x方向和y方向上同时对准,云台(8)停止动作;
当Uy为0,Ux不为0时,则表明入射光斑在y方向上已对准,在x方向上未对准,此时,信号处理单元(7)发送信号给云台(8),云台(8)带动四象限探测器(5)在x方向移动k3倍的Uy,k3为比例系数,直至Uy为0,实现入射光斑在x方向和y方向上同时对准,云台(8)停止动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于四象限探测器的光斑对准方法,其特征在于:所述信号处理单元(7)采用Cotex-M3系列的ARM处理器,ARM处理器型号为STM32F103ZET6。