1.一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:它包括精跟踪组件、自适应光学组件、主激光探测器(23)、反射镜与分光镜组件和安装基台组件,所述安装基台组件包括由下至上依次连接的第一层安装板(47)、第二层安装板(46)和第三层安装板(45),所述精跟踪组件包括精跟踪相机(24)、精跟踪镜头(25)、精跟踪支架(55)和精跟踪电磁振镜(2),所述精跟踪镜头(25)安装在精跟踪支架(55)上,所述精跟踪支架(55)安装在第二层安装板(46)上,所述精跟踪相机(24)安装在精跟踪镜头(25)的尾部,所述精跟踪电磁振镜(2)安装在第三层安装板(45)上,所述精跟踪镜头(25)与精跟踪电磁振镜(2)通讯连接,所述自适应光学组件包括一阶量振镜(7)、滑块(8)、变形镜(9)、伺服电机(10)、自校准反射镜(11)、导轨(12)、限位开关(13)、自校准光源(14)、三维调整平台(26)和哈特曼探测器(27),所述滑块(8)与导轨(12)滑动相连,所述自校准反射镜(11)连接在滑块(8)上,所述伺服电机(10)与滑块(8)相连,所述限位开关(13)位于导轨(12)左端端部上方,所述一阶量振镜(7)、变形镜(9)、导轨(12)和自校准光源(14)均安装在第二层安装板(46)上,所述哈特曼探测器(27)安装在三维调整平台(26)上,所述三维调整平台(26)安装在第一层安装板(47)上,所述主激光探测器(23)与主激光探测器相机(22)相连并固定连接在第二层安装板(46)上,所述反射镜与分光镜组件包括固定连接在第一层安装板(47)上的第一45°上反射镜(15)、第一反射镜(16)、第二反射镜(17)、第三反射镜(18)、能量分光镜(19)、光谱分光镜(20)和45°下能量分光镜(21);还包括固定连接在第二层安装板(46)上的第一45°下反射镜(5)和第四反射镜(6);以及固定连接在第三层安装板(45)上的第二45°下反射镜(1)和第二
45°上反射镜(3)。
2.根据权利要求1所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述哈特曼探测器(27)包括哈特曼成像相机(44)、哈特曼缩束镜头(49)、哈特曼中继折转镜筒(50)、哈特曼中继折转反射镜(51)和哈特曼尾部镜筒(59),所述哈特曼中继折转镜筒(50)为呈L型弯折的一体件,中部设有倾斜面,所述哈特曼中继折转反射镜(51)通过中继折转反射镜座(53)平行安装在倾斜面上,所述哈特曼缩束镜头(49)固定在哈特曼中继折转镜筒(50)的一侧端部上,所述哈特曼缩束镜头(49)与哈特曼中继折转镜筒(50)连通,所述哈特曼成像相机(44)与哈特曼中继折转镜筒(50)同轴设置,所述哈特曼成像相机(44)分别与一阶量振镜(7)和变形镜(9)通讯连接。
3.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述倾斜面与哈特曼中继折转镜筒(50)两端的光轴成45°。
4.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述哈特曼成像相机(44)通过哈特曼成像相机支架(56)固定在第一层安装板(47)上。
5.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述哈特曼探测器(27)通过哈特曼探测器安装支架(52)安装在第一层安装板(47)上。
6.根据权利要求1所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述第一层安装板(47)和第二层安装板(46)之间通过一层连接筒(58)固定相连,所述第二层安装板(46)和第三层安装板(45)之间通过二层连接筒(57)固定相连。
7.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述光束控制装置接收到由外部入射的信标光时,按照光束传输方向反射镜与分光镜组件的布置形式为:信标光垂直入射到第二45°上反射镜(3)上,第二45°上反射镜(3)将信标光折转反射到精跟踪电磁振镜(2)上,经精跟踪电磁振镜(2)偏转后入射进入第二45°下反射镜(1)上,经第二45°下反射镜(1)折转后入射到一阶量振镜(7)上,由一阶量振镜(7)将光束转折至变形镜(9),光束经变形镜(9)反射进入第四反射镜(6),经第四反射镜(6)反射进入第一45°下反射镜(5),光束由第一45°下反射镜(5)反射后入射到第一45°上反射镜(15)上,经第一45°上反射镜(15)反射进入能量分光镜(19),能量分光镜(19)将信标光分为两部分,一部分信标光经能量分光镜(19)透射至光谱分光镜(20),经光谱分光镜(20)透射进入精跟踪镜头(25),精跟踪镜头(25)将光信号转化为电信号连接到显示器上;另一部分信标光经能量分光镜(19)反射至第三反射镜(18),光束经第三反射镜(18)转折后入射到第一反射镜(16),光束经第一反射镜(16)折转反射入射到第二反射镜(17),经过第二反射镜(17)折转入射进入哈特曼缩束镜头(49),再经过哈特曼中继折转反射镜(51)反射后进入哈特曼中继折转镜筒(50),光束从哈特曼中继折转镜筒(50)出射后进入哈特曼成像相机(44),哈特曼成像相机(44)将光信号转化为电信号连接到显示器上。
8.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述光束控制装置接收由外部入射的主激光时,按照光束传输方向反射镜与分光镜组件的布置形式为:主激光由外部入射到45°下能量分光镜(21)中,45°下能量分光镜(21)将主激光分为两个部分,一部分经45°下能量分光镜(21)透射到主激光探测器(23),主激光探测器(23)将光信号转化为电信号,并将电信号传输至显示器;另一部分经45°下能量分光镜(21)折转入射到光谱分光镜(20),由光谱分光镜(20)折转入射到能量分光镜(19),经能量分光镜(19)透射射入第一45°上反射镜(15),经第一45°上反射镜(15)折转入射到第一45°下反射镜(5),通过第一45°下反射镜(5)折转入射进入第四反射镜(6),由第四反射镜(6)折转入射到变形镜(9),经变形镜(9)偏转后入射到一阶量振镜(7),通过一阶量振镜(7)将主激光折转反射到第二45°下反射镜(1),由第二45°下反射镜(1)折转入射到精跟踪电磁振镜(2)上,由精跟踪电磁振镜(2)偏转后入射到第二45°上反射镜(3),主激光通过第二45°上反射镜(3)折转后射出。
9.根据权利要求2所述的一种小型机载激光武器高精度光束控制装置,其特征在于:所述自校准光源(14)发射校准光时,按照光束传输方向反射镜与分光镜组件的布置形式为:
自校准光源(14)发射的校准光源出射后到达自校准反射镜(11),自校准反射镜(11)将校准光反射进入变形镜(9),光束经变形镜(9)的反射到达第四反射镜(6),光束经第四反射镜(6)反射后进入第一45°下反射镜(5),通过第一45°下反射镜(5)到达第一45°上反射镜(15),校准光经第一45°上反射镜(15)入射到能量分光镜(19),再由能量分光镜(19)折转反射到第三反射镜(18),校准光由第三反射镜(18)折转后再经过第一反射镜(16)和第二反射镜(17)进行两次折转,第二反射镜(17)反射折转后校准光进入哈特曼探测器(27),完成标定,再由哈特曼探测器(27)的哈特曼成像相机(44)将光信号转化为电信号,并将转化后的电信号传输给显示器。
10.一种如权利要求1所述的小型机载激光武器高精度光束控制装置的控制方法,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤1:对哈特曼探测器(27)进行标定,启动伺服电机(10),导轨(12)带动自校准反射镜(11)切入至限位开关(13)处,自校准光源(14)发射自校光,经过反射镜与分光镜组件到达哈特曼探测器(27),哈特曼探测器(27)完成对自校光的标定,标定完成后,得到标定曲线,导轨(12)上的滑块(8)带动自校准反射镜(11)反向移动切出主光路,自校准光源(14)关闭;
步骤2:对光斑进行精跟踪,当信标光进入精跟踪镜头(25)的视场,且自校准光源(14)完成对哈特曼探测器(27)的标定以后,开启精跟踪组件对光斑进行精跟踪,此时信标光经过反射镜与分光镜组件到达精跟踪镜头(25),精跟踪镜头(25)将光斑的成像信息传输到显示器,根据光斑的脱靶量输出控制电信号,并将电信号输入精跟踪电磁振镜(2),控制精跟踪电磁振镜(2)向脱靶量减小的方向偏转,将精跟踪镜头(25)接收的光斑稳定在视场中心,完成稳定跟踪,实现闭环控制;
步骤3:进行自适应调整,信标光到达能量分光镜(19)后反射,再经过反射镜与分光镜组件的折转反射进入到哈特曼探测器(27),哈特曼探测器(27)将光斑的成像信息传输到显示器,同时将步骤1中标定阶段获得的标定曲线载入,根据标定曲线信息计算控制电信号,并将算好的电信号输入一阶量振镜(7)和变形镜(9),控制一阶量振镜(7)角度进行偏转,通过角度偏转,对波像差中一阶倾斜量进行补偿,校正光斑的一阶倾斜量,控制变形镜(9)对波像差中一阶倾斜量以外的变形量进行补偿,两者配合,实现闭环控制;
步骤4:进行激光打击,经过精跟踪组件的跟踪和自适应光学组件的校正后,精跟踪镜头(25)和哈特曼探测器(27)接收的光斑达成稳定,激光通过反射镜与分光镜组件的折转后射出,对目标进行打击。