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专利号: 2017101964050
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实时补偿的大口径准直波前误差检测装置,包括光束采样子装置和光束接收子装置,所述光束采样子装置由五棱镜(5),直线导轨(6)和第二CCD(8)组成,其特征在于:还包括光束补偿子装置,所述光束补偿子装置由激光器(1)、分光棱镜(3)、第一CCD(2)、直角棱镜(4)和第三CCD (9)组成,所述分光棱镜(3)位于激光器(1)的发射光路上,分光棱镜(3)的分光面与光轴成45度角,直角棱镜(4)的斜面上镀有半透半反膜,直角棱镜(4)的直角面垂直于直线导轨设置,直角面产生反射光束返回分光棱镜(3),最后由第一CCD(2)接收;另一束光进入直角棱镜(4)并两次反射后平行于原光路出射,被第三CCD(9)接收;

所述直线导轨(6)置于待测准直光束的垂直照射方向的光路中,且待测准直光束的束宽应小于所述直线导轨(6)的长度;

所述直角棱镜(4)和五棱镜(5)固定在底座(10)上,底座(10)可活动地设置于直线导轨(6)上,五棱镜(5)主截面锐角的一边所在面向来光方向,该面成为光束入射面,另一边所在面为光束出射面,二者一起设置于直线导轨(6)上;

所述第二CCD(8)与成像透镜(7)同轴设置于五棱镜(5)的出射光路上,成像透镜(7)位于光束出射面和第二CCD(8)之间,第二CCD(8)位于成像透镜(7)的焦点处。

2.如权利要求1所述的实时补偿的大口径准直波前误差检测装置,其特征在于:所述直角棱镜为等腰直角棱镜。

3.如权利要求1或2所述的实时补偿的大口径准直波前误差检测装置,其特征在于:所述第一CCD(2)、第二CCD(8)和第三CCD(9)是面阵CCD。

4.如权利要求1所述的装置提供的一种大口径准直波前检测方法,其特征在于,包括下述步骤:五棱镜(5)沿着直线导轨(6)扫描准直光束束宽的过程中,各个轴上的转动误差会在第二CCD(8)上反映出来,随着转动方向的改变,第二CCD(8)上的光斑在不同的方向发生改变;

随着五棱镜(5)在导轨上转动,直角棱镜(4)也同时发生转动,当直角棱镜(4)发生转动时,激光器(1)发出的光束在第一CCD(2)和第三CCD(9)的光斑位置就会产生变化,两个CCD上的光斑在不同方向的位移就是第二CCD(8)上的光斑在不同方向的位移分量;

记第二CCD(8)上的光斑坐标为(X1,Y1), 第一CCD(2)上的光斑坐标为(X2,Y2),第三CCD(9)上的光斑坐标为(X3,Y3),则五棱镜(5)运动一次之后再经过补偿得准直光束的光斑坐标为:,

当五棱镜(5)绕Y轴转动时,第一CCD(2)上的光斑只在垂直方向上变化,则X2=0,因此:,

第二CCD(8)上经过补偿后的光斑中心与第二CCD(8)中心位置在X方向上的距离为d,第二CCD(8)与成像透镜(7)的距离为f,则准直光束在X方向上的斜率为:tanθ=d/f;

五棱镜(5)沿着直线导轨(6)扫描整个准直光束,可以得到准直光束在X方向的某一条线上各子光束的斜率,经过计算即可得到整个准直光束在该一维方向上的波前分布。