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专利号: 2021100155746
申请人: 长春理工大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.折反式多光轴同轴度动态检测装置,其特征是,该装置包括窗口(1)、抛物镜(2)、折转反射镜(3)、准直镜头(4)、电控衰减片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)、P&S光光瞳检测相机(8)、能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦镜头一(11)、P&S光光轴检测相机(12)、

1/4波片(13)、1/2波片(14)、偏振分光片(15)、聚焦镜头二(16)、P光光轴检测相机(17)、反射镜(18)、聚焦镜头三(19)和S光光轴检测相机(20);

窗口(1)、抛物镜(2)、折转反射镜(3)、准直镜头(4)组成二级缩束系统;准直镜头(4)、电控衰减片(5)、能量分光片一(6)、起偏器一(7)和P&S光光瞳检测相机(8)依次同轴安装;

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)和反射镜(18)依次同轴安装;能量分光片二(9)、起偏器二(10)、聚焦镜头一(11)和P&S光光轴检测相机(12)依次同轴安装且组成P&S光光轴检测支路;偏振分光片(15)、聚焦镜头二(16)和P光光轴检测相机(17)依次同轴安装且组成P光光轴检测支路;反射镜(18)、聚焦镜头三(19)和S光光轴检测相机(20)依次同轴安装且组成S光光轴检测支路;

待检测高能激光系统发射由P光和S光组成的激光束,激光束透过窗口(1)入射到抛物镜(2)进行反射,反射光经过窗口(1)后表面反射到折转反射镜(3)后反射进入准直镜头(4),准直镜头(4)出射的准直光透过电控衰减片(5)入射到能量分光片一(6),透过能量分光片一(6)的激光束入射到起偏器一(7),激光束透过起偏器一(7)后由P&S光光瞳检测相机(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),激光束经能量分光片二(9)反射后入射到起偏器二(10),激光束透过起偏器二(10)通过聚焦镜头一(11)会聚到P&S光光轴检测相机(12)上;能量分光片二(9)透射的激光束依次透过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)将激光束中的P光和S光分开,P光反射由聚焦镜头二(16)会聚到P光光轴检测相机(17)上;透过偏振分光片(15)的S光由反射镜(18)反射到聚焦镜头三(19)上,P光经过聚焦镜头三(19)会聚S光光轴检测相机(20)上。

2.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置,其特征在于,所述窗口(1)接收的波长范围为1040‑1090nm,入射角度为15°±2°,前表面镀高透膜,且P光和S光透射率均大于99.8%;后表面镀半反半透膜,且P光和S光透射率为50±2%;前后表面膜系耐强光。

3.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置,其特征在于,所述能量分光片一(6)和能量分光片二(9)的分光比均为95:5,工作角度为45°。

4.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置,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光透射率比值为Tp:Ts>10000:1,工作角度45°。

5.根据权利要求1所述的折反式多光轴同轴度动态检测装置,其特征在于,所述反射镜(18)反射率大于95%,工作角度45°。

6.折反式多光轴同轴度动态检测装置的检测方法,其特征是,该方法包括以下步骤:步骤1,待检测高能激光系统发射由S光和P光组成的一束激光束,激光束透过窗口(1)入射到抛物镜(2)进行反射,反射光经过窗口(1)后表面反射到折转反射镜(3)后反射进入准直镜头(4),准直镜头(4)出射的准直光;

步骤2,电控衰减片(5)对准直光能量进行衰减,准直光由电控衰减片(5)衰减光能量后入射到能量分光片一(6),能量分光片一(6)将激光束分为两束,透射激光束入射到起偏器一(7),起偏器一(7)将激光束中P光和S光能量进行均衡,激光束透过起偏器一(7)由P&S光光瞳检测相机(8)接收并对激光束中的P光和S光光斑同时成像,进行P光和S光的光斑重合度检测,由能量分光片一(6)反射的激光束入射到能量分光片二(9);

步骤3,能量分光片二(9)将入射激光束分为两束,反射激光束入射到起偏器二(10),起偏器二(10)将激光束中P光和S光能量进行均衡,激光束透过起偏器二(10)通过聚焦镜头一(11)会聚到P&S光光轴检测相机(12)上,对激光束中的P光和S光同时成像,提取光斑质心位置,以接近于稳态的光轴作为闭环零点,计算另外一个可移动光斑相对于闭环零点的脱靶量,并将脱靶量信息反馈给待检测高能激光系统,进行P光和S光的光轴调节;

步骤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)对入射激光束的偏振态进行调整,使得依次透过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)处能完全分开;

步骤5,偏振分光镜(15)反射的P光由聚焦镜头二(16)会聚到P光光轴检测相机(17)上,透射的S光经反射镜(18)反射到聚焦镜头三(19)上,S光由聚焦镜头三(19)会聚到S光光轴检测相机(20)上,P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别对P光和S光进行光斑成像;

步骤6,待检测高能激光系统对目标进行跟踪时,此时P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别对P光和S光光斑成像,且将此时P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)记录的P光和S光的光斑质心位置作为闭环零点;

步骤7,待检测高能激光系统出射高能量密度激光束时,高能量密度的激光束会发生抖动,P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)分别根据步骤(6)得到的闭环零点,并输出P光和S光脱靶量信息传递给待检测高能激光系统;

步骤8,P&S光光轴检测相机(12)、P光光轴检测相机(17)和S光光轴检测相机(20)将各自脱靶量信息反馈给待检测高能激光系统,待检测高能激光系统根据脱靶量信息进行光轴的实时调整,使得输出激光束能量密度增大。