CN101210805B - 基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法 - Google Patents
基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，本发明涉及测量领域，它解决了不同波段的光束，不能使用同一探测器对出射光束进行探测，更换时要求可对模块间出射的同轴度进行精确测量的问题。步骤如下：首先对800nm波段激光发射模块输出光成像光斑坐标为(x1，y1)；其次安装小孔光阑并记录小孔中心位置坐标为(x2，y2)；之后1550nm波段CCD探测器定位，并记录小孔中心位置坐标为(x3，y3)；接下来对1550nm波段激光发射模块输出光成像进行坐标记录为(x4，y4)；最终得出方向角度偏差和俯仰角度偏差分别为α＝[(x1-x2)-(x4-x3)]/F，β＝[(y1-y2)-(y4-y3)]/F。利用长焦平行光管、不同波段带显微镜头的CCD探测器等器件，基于焦平面成像法可将测量精度提高到0.5μrad以上。
Description
技术领域
本发明涉及测量领域，具体涉及基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法。
背景技术
为适应800nm、1550nm两波段光学***性能参数的测量，测试***需要改变其发射激光光束波长。采用模块化设计，针对不同发射波长设计不同的发射模块，共用同一发射天线，是实现这一功能的有效手段。对光学***进行测试时，可通过更换模块的方式实现输出不同波长。
由于测试***对发射光束的出射方向要求极高，因此更换不同发射模块时，要求可对模块间出射的同轴度进行精确测量，并以此为基准对模块间的激光发射方向进行调整。目前并无方法对其进行测量，特别是对于800nm、1550nm波段，不能使用同一探测器对出射光束进行探测，对发射模块间同轴度测量带来很大困难。
发明内容
本发明为了解决不同波段的光束，不能使用同一探测器对出射光束进行探测，更换时要求可对模块间出射的同轴度进行精确测量的问题，而提出了一种基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法。
本发明的步骤如下：
步骤一：对800nm波段激光发射模块6的输出光成像：首先安装800nm波段激光发射模块6于机械承载平台4上，并通过望远镜***5发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管1聚焦，在成像屏3上成点像，带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2对成像点位置进行记录，坐标为(x1，y1)；
步骤二：安装小孔光阑：关闭激光发射***，将显微镜头前的成像屏3移除，替换为具有小孔的遮光板7，再由带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x2，y2)；
步骤三：1550nm波段CCD探测器8定位：将带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2移除，更换为带有同样显微镜头的1550nm波段CCD探测器8，由带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器8准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x3，y3)；
步骤四：对1550nm波段激光发射模块的9输出光成像：安装1550nm波段激光发射模块9于机械承载平台4上，并通过望远镜***5发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管1聚焦，在替换遮光板7的成像屏3上成点像，通过带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器8对成像点位置进行记录，坐标为(x4，y4)；
步骤五：得出方向角度偏差和俯仰角度偏差：800nm波段激光发射模块6和1550nm波段激光发射模块9之间沿方位轴方向角度偏差α、俯仰角度偏差β分别为：
α＝[(x1-x2)-(x4-x3)]/F，β＝[(y1-y2)-(y4-y3)]/F
其中F为长焦平行光管1的焦距。
本发明提出应用于高精度光学测试***中，不同波长激光发射模块间同轴度的精确测量的方法。利用长焦平行光管、不同波段带显微镜头的CCD探测器等器件，基于焦平面成像法可将测量精度提高到0.5μrad以上。
附图说明
图1是步骤一中装置结构示意图；图2是步骤二中装置结构示意图；图3是步骤三中装置结构示意图；图4是步骤四中装置结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～4说明本实施方式，本实施方式步骤如下：
步骤一：对800nm波段激光发射模块6输出光成像：首先安装800nm波段激光发射模块6于机械承载平台4上，并通过望远镜***5发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管1聚焦，在成像屏3上成点像，带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2对成像点位置进行记录，坐标为(x1，y1)；
步骤二：安装小孔光阑：关闭激光发射***，将显微镜头前的成像屏3移除，替换具有小孔的遮光板7，再由带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x2，y2)；
步骤三：1550nm波段CCD探测器8定位：将带有显微镜头的800nm波段CCD探测器2移除，更换带有同样显微镜头的1550nm波段CCD探测器8，由带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器8准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x3，y3)；
步骤四：对1550nm波段激光发射模块9输出光成像：安装1550nm波段激光发射模块9于机械承载平台4上，并通过望远镜***5发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管1聚焦，在替换遮光板7的成像屏3上成点像，通过带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器8对成像点位置进行记录，坐标为(x4，y4)；
步骤五：得出方向角度偏差和俯仰角度偏差：800nm波段激光发射模块6和1550nm波段激光发射模块9之间沿方位轴方向角度偏差α、俯仰角度偏差β分别为：
α＝[(x1-x2)-(x4-x3)]/F，β＝[(y1-y2)-(y4-y3)]/F
其中F为长焦平行光管1的焦距。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于长焦平行光管1的焦距为12m，口径为400mm。其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同点在于成像屏3采用半透明屏幕。其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同点在于遮光板7采用针孔滤波器，小孔直径为0.1mm。其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同点在于800nm波段CCD探测器2与1550nm波段CCD探测器8上的显微镜头的放大率为1倍。其它组成和步骤与具体实施方式一相同。
Claims (5)
1.基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，其特征在于它的步骤如下：
步骤一：对800nm波段激光发射模块(6)的输出光成像：首先安装800nm波段激光发射模块(6)于机械承载平台(4)上，并通过望远镜***(5)发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管(1)聚焦，在成像屏(3)上成点像，带有显微镜头的800nm波段CCD探测器(2)对成像点位置进行记录，坐标为(x1，y1)；
步骤二：安装小孔光阑：关闭激光发射***，将显微镜头前的成像屏(3)移除，替换为具有小孔的遮光板(7)，再由带有显微镜头的800nm波段CCD探测器(2)准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x2，y2)；
步骤三：1550nm波段CCD探测器(8)定位：将带有显微镜头的800nm波段CCD探测器(2)移除，更换为带有同样显微镜头的1550nm波段CCD探测器(8)，由带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器(8)准确探测小孔中心位置，记录其坐标为(x3，y3)；
步骤四：对1550nm波段激光发射模块(9)的输出光成像：安装1550nm波段激光发射模块(9)于机械承载平台(4)上，并通过望远镜***(5)发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管(1)聚焦，在替换遮光板(7)的成像屏(3)上成点像，通过带有显微镜头的1550nm波段CCD探测器(8)对成像点位置进行记录，坐标为(x4，y4)；
步骤五：得出方向角度偏差和俯仰角度偏差：800nm波段激光发射模块(6)和1550nm波段激光发射模块(9)之间沿方位轴方向角度偏差α、俯仰角度偏差β分别为：
α＝[(x1-x2)-(x4-x3)]/F，β＝[(y1-y2)-(y4-y3)]/F其中F为长焦平行光管(1)的焦距。
2.根据权利要求1所述的基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，其特征在于长焦平行光管(1)的焦距为12m，口径为400mm。
3.根据权利要求1所述的基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，其特征在于成像屏(3)采用半透明屏幕。
4.根据权利要求1所述的基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，其特征在于遮光板(7)采用针孔滤波器，小孔直径为0.1mm。
5.根据权利要求1所述的基于焦平面成像法的发射模块间同轴度测量方法，其特征在于800nm波段CCD探测器(2)与1550nm波段CCD探测器(8)上的显微镜头的放大率为1倍。
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