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专利号: 2018105326246
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.阵列光束对准装置,其特征在于,包括2×2阵列光束(1)、透镜(2)、四象限探测器(3)及联轴器(9),所述2×2阵列光束(1)经过透镜(2)之后聚焦到四象限探测器(3)的光敏面上,所述四象限探测器(3)的输出端依次连接有放大电路(4)、滤波装置(5)、信号处理单元(6)及二维电机(8),所述四象限探测器(3)通过联轴器(9)的支撑放在二维电机(8)上,所述信号处理单元(6)还连接有由计算机(7)。

2.对2×2发射光源对准的判定方法,其特征在于,应用如权利要求1所述的阵列光束对准装置,具体包括以下步骤:

步骤1,2×2阵列光束(1)在大气中传输后,经透镜(2)聚焦到四象限探测器(3)的光敏面上,四象限探测器(3)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过放大电路(4)放大,并进行A\D转换及滤波处理,最后传输给信号处理单元(6);

步骤3,通过信号处理单元(6)采集步骤2中处理后的四路电信号的能量分别为:S1、S2、S3、S4,其中,Si为第i象限的电信号能量,i=1,2,3,4;

步骤4,对采集的四路电信号进行两两对比,根据判断结果驱动二维电机动作(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)动作,从而调整阵列光束的位置,实现光斑的对准。

3.根据权利要求2所述的对2×2发射光源对准的判定方法,其特征在于,所述步骤4具体按照以下步骤实施:

首先,利用如下公式(1)和公式(2)定义光斑在x和y方向上的偏移量Vx及Vy,其分别为:

其中,K为比例系数;

其次,根据光斑在四象限探测器(3)上的四路电信号的能量大小对比来判断光斑是否对准,继而驱动二维电机(8)动作,具体分为以下四种情况进行处理:情况一:当S1+S2=S3+S4,S1+S4=S2+S3时,则表明光斑严格对准,则二维电机(8)不需要动作;入射光斑严格对准时,四象限探测器(3)检测到四个象限的电信号是完全相等的,即光斑沿光轴四周分布均匀;

情况二:当S1+S2≠S3+S4和S1+S4≠S2+S3时,则表明光斑在x和y方向上均未对准,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)需带动四象限探测器(3)在x方向上及y方向上移动,实现光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作;

情况三:当S1+S2≠S3+S4和S1+S4=S2+S3时,则表明光斑在x方向上已对准,而在y方向上未对准,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在y方向上移动,实现光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作;

情况四:当S1+S2=S3+S4和S1+S4≠S2+S3时,则表明光斑在x方向上未对准,而在y方向上已对准,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在x方向上移动,实现光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作。

4.根据权利要求3所述的对2×2发射光源对准的判定方法,其特征在于,所述情况二中,还包括以下四种处理方式:

(a)当S1+S2>S3+S4和S1+S4>S2+S3时,表明光斑主要集中在第一象限内,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在x方向上向负半轴移动Vx1,在y方向上向负半轴移动Vy1,直到S1+S2=S3+S4和S1+S4=S2+S3同时成立,继而实现了光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作;

(b)当S1+S2>S3+S4和S1+S4

(c)当S1+S2

(d)当S1+S2S2+S3时,表明光斑主要集中在第四象限内,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在x方向上向负半轴移动Vx4,在y方向上向正半轴移动Vy4,直到S1+S2=S3+S4和S1+S4=S2+S3同时成立,继而实现了光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作。

5.根据权利要求3所述的对2×2发射光源对准的判定方法,其特征在于,所述情况三中,还包括以下两种处理方式:

(e)当S1+S2>S3+S4和S1+S4=S2+S3时,表明光斑偏向y轴正方向,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在y方向上向负半轴移动Vy5,直到S1+S2=S3+S4和S1+S4=S2+S3同时成立,继而实现了光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作;

(f)当S1+S2

6.根据权利要求3所述的对2×2发射光源对准的判定方法,其特征在于,所述情况四中,还包括以下两种处理方式:

(g)当S1+S2=S3+S4和S1+S4>S2+S3时,表明光斑偏向x轴正方向,此时,信号处理单元(6)发出信号给二维电机(8),二维电机(8)带动四象限探测器(3)在x方向上向负半轴移动Vx7,直到S1+S2=S3+S4和S1+S4=S2+S3同时成立,继而实现了光斑在x和y方向上的同时对准,二维电机(8)则停止动作;

(h)当S1+S2=S3+S4和S1+S4