CN102162729B - 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法 - Google Patents

基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102162729B
CN102162729B CN2010106112445A CN201010611244A CN102162729B CN 102162729 B CN102162729 B CN 102162729B CN 2010106112445 A CN2010106112445 A CN 2010106112445A CN 201010611244 A CN201010611244 A CN 201010611244A CN 102162729 B CN102162729 B CN 102162729B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical communication
communication terminal
reference surface
ccd detector
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010106112445A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102162729A (zh
Inventor
韩琦琦
于思源
马晶
谭立英
俞建杰
杨玉强
赵生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN2010106112445A priority Critical patent/CN102162729B/zh
Publication of CN102162729A publication Critical patent/CN102162729A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102162729B publication Critical patent/CN102162729B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法，属于空间光通信技术领域。它是为了测量空间光通信终端的发射光轴与机械基准面之间的夹角。它将立方棱镜粘接于机械基准面上，用自准直仪发射激光光束，经半透半反镜反射到立方棱镜的前反射面，使立方棱镜的反射光束与入射光束相重合，确定被测光通信终端的机械基准面轴线，立方棱镜反射回的光束经半透半反镜透射，并经长焦透镜聚集后在CCD探测器上成点像，记录CCD探测器的第一次光斑位置读数，再控制激光器输出光束，经长焦透镜聚集后在CCD探测器上成点像，记录CCD探测器的第二次光斑位置读数，计算获得所述夹角。本发明用于测量光通信终端的激光发射轴与机械基准面之间的夹角。

Description

基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法
技术领域
本发明涉及一种基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法，属于空间光通信技术领域。
背景技术
空间光通信终端的光束发散角极小、指向控制精度要求高，因此在空间光通信***的研制过程中，光通信终端的发射光轴与光通信终端机械承载平台的基准面间的夹角需要准确测量。目前大多数光学***对光学轴与机械轴间的角度差要求并不严格，不需要对其间的差异进行测量，因此目前尚缺乏针对空间光通信终端发射光轴与机械基准面之间夹角的测量方法。
发明内容
本发明的目的是为了测量空间光通信终端的发射光轴与机械基准面之间的夹角，设计了一种基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法。
本发明的测量方法为：
将立方棱镜粘接于被测光通信终端的机械基准面上，使立方棱镜的前反射面与被测光通信终端的机械基准面平行，采用自准直仪发射激光光束，使所述激光光束经半透半反镜反射后入射到立方棱镜的前反射面，通过调整自准直仪的角度，使经立方棱镜的前反射面反射的反射光束与其入射光束相重合，确定出被测光通信终端的机械基准面轴线；
所述立方棱镜反射回的光束经半透半反镜透射，并经长焦透镜聚集后在CCD探测器上成点像，记录CCD探测器的第一次光斑位置读数，并关闭自准直仪；
然后控制被测光通信终端的激光器输出光束，所述激光器的输出光束经长焦透镜聚集后在CCD探测器上成点像，记录CCD探测器的第二次光斑位置读数；
根据CCD探测器的两次光斑位置读数进行计算，获得被测光通信终端激光器输出光束的发射轴与所述机械基准面在方位方向的夹角和在俯仰方向的夹角。
本发明的优点是：本发明方法利用立方棱镜、自准直仪、长焦透镜与CCD探测器精确确定出被测光通信终端机械基准面轴线及激光器输出光束的发射轴线，进而精确得出机械基准面轴线与激光器输出光束的发射轴线间的夹角，其精度优于0.1μrad。
本发明方法测量精度高、成体低，易于实现，在空间光通信***的研制过程中具有极大的应用价值。
附图说明
图1为确定被测光通信终端的机械基准面轴线的方法示意图；
图2为被测光通信终端激光器输出光束的发射轴的测量方法示意图；
图3为CCD探测器的成像面上成点像的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的测量方法为：
将立方棱镜1粘接于被测光通信终端2的机械基准面上，使立方棱镜1的前反射面与被测光通信终端2的机械基准面平行，采用自准直仪3对其精度有要求的话，请给出参数发射激光光束，使所述激光光束经半透半反镜4反射后入射到立方棱镜1的前反射面，通过调整自准直仪3的角度，使经立方棱镜1的前反射面反射的反射光束与其入射光束相重合，确定出被测光通信终端2的机械基准面轴线；
所述立方棱镜1反射回的光束经半透半反镜4透射，并经长焦透镜5聚集后在CCD探测器6上成点像，记录CCD探测器6的第一次光斑位置读数，并关闭自准直仪3；
然后控制被测光通信终端2的激光器2-1输出光束，所述激光器2-1的输出光束经长焦透镜5聚集后在CCD探测器6上成点像，记录CCD探测器6的第二次光斑位置读数；
根据CCD探测器6的两次光斑位置读数进行计算，获得被测光通信终端2激光器2-1输出光束的发射轴与所述机械基准面在方位方向的夹角和在俯仰方向的夹角。
本实施方式提供了一种简洁的空间光通信终端激光发射轴与机械基准面夹角的精确测量方法。将立方棱镜1粘接于被测光通信终端2的机械基准面上，则立方棱镜1的前反射面与机械基准面平行；通过调整自准直仪3的角度，使半透半反镜4的反射光束与立方棱镜1反射回的光束相重合，此时入射到长焦透镜5的光束与所述机械基准面的轴线相重合，即确定了被测光通信终端2的机械基准面轴线。
具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述CCD探测器6位于长焦透镜5的焦平面上。
具体实施方式三：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一或二的进一步说明，所述根据CCD探测器6的两次光斑位置读数进行计算的方法为：设定CCD探测器6的第一次光斑位置读数为(X0，Y0)，第二次光斑位置读数为(X1，Y1)，计算被测光通信终端2激光器2-1输出光束的发射轴与所述机械基准面在方位方向的夹角α为：
α = X 1 - X 0 f , 式中f为长焦透镜5的焦距；
被测光通信终端2激光器2-1输出光束的发射轴与所述机械基准面在俯仰方向的夹角β为：
β = Y 1 - Y 0 f .

Claims (3)

1.一种基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法，其特征在于：它的测量方法为：
将立方棱镜(1)粘接于被测光通信终端(2)的机械基准面上，使立方棱镜(1)的前反射面与被测光通信终端(2)的机械基准面平行，采用自准直仪(3)发射激光光束，使所述激光光束经半透半反镜(4)反射后入射到立方棱镜(1)的前反射面，通过调整自准直仪(3)的角度，使经立方棱镜(1)的前反射面反射的反射光束与其入射光束相重合，确定出被测光通信终端(2)的机械基准面轴线；
所述立方棱镜(1)反射回的光束经半透半反镜(4)透射，并经长焦透镜(5)聚集后在CCD探测器(6)上成点像，记录CCD探测器(6)的第一次光斑位置读数，并关闭自准直仪(3)；
然后控制被测光通信终端(2)的激光器(2-1)输出光束，所述激光器(2-1)的输出光束经长焦透镜(5)聚集后在CCD探测器(6)上成点像，记录CCD探测器(6)的第二次光斑位置读数；
根据CCD探测器(6)的两次光斑位置读数进行计算，获得被测光通信终端(2)激光器(2-1)输出光束的发射轴与所述机械基准面在方位方向的夹角和在俯仰方向的夹角。
2.根据权利要求1所述的基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法，其特征在于：所述CCD探测器(6)位于长焦透镜(5)的焦平面上。
3.根据权利要求1或2所述的基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法，其特征在于：所述根据CCD探测器(6)的两次光斑位置读数进行计算的方法为：设定CCD探测器(6)的第一次光斑位置读数为(X0，Y0)，第二次光斑位置读数为(X1，Y1)，计算被测光通信终端(2)激光器(2-1)输出光束的发射轴与所述机械基准面在方位方向的夹角α为：
α = X 1 - X 0 f , 式中f为长焦透镜(5)的焦距；
被测光通信终端(2)激光器(2-1)输出光束的发射轴与所述机械基准面在俯仰方向的夹角β为：
β = Y 1 - Y 0 f .
CN2010106112445A 2010-12-29 2010-12-29 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法 Expired - Fee Related CN102162729B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106112445A CN102162729B (zh) 2010-12-29 2010-12-29 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106112445A CN102162729B (zh) 2010-12-29 2010-12-29 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102162729A CN102162729A (zh) 2011-08-24
CN102162729B true CN102162729B (zh) 2012-07-11

Family

ID=44464077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010106112445A Expired - Fee Related CN102162729B (zh) 2010-12-29 2010-12-29 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102162729B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103712597B (zh) * 2012-09-28 2016-03-02 北京航天发射技术研究所 一种高速线阵ccd信号的测量方法
CN106679638A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 常州市新瑞得仪器有限公司 全站仪及其放样导向的方法
CN106767675B (zh) * 2017-02-06 2019-04-02 重庆理工大学 基于细光束的f-theta测量***的优化方法
CN109000614A (zh) * 2018-05-03 2018-12-14 信利光电股份有限公司 一种结构光投影器的0级倾斜检测方法及检测***、可读存储介质
CN109781141B (zh) * 2018-12-29 2020-10-27 深圳航星光网空间技术有限公司 立方棱镜组的标定方法及装置
CN113465551A (zh) * 2021-07-06 2021-10-01 天津大学 一种基于ccd相机的二维空间激光测角方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020087504A (ko) * 2001-05-10 2002-11-23 김병철 건축용 레이저 수직/수평 표시기
JP2004037384A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Olympus Corp 偏向角検出装置
US6975389B2 (en) * 2002-03-20 2005-12-13 Olympus Corporation Deflection angle measuring device, optical signal switching system, information recording and replaying system, deflection angle measuring method, and optical signal switching method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020087504A (ko) * 2001-05-10 2002-11-23 김병철 건축용 레이저 수직/수평 표시기
US6975389B2 (en) * 2002-03-20 2005-12-13 Olympus Corporation Deflection angle measuring device, optical signal switching system, information recording and replaying system, deflection angle measuring method, and optical signal switching method
JP2004037384A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Olympus Corp 偏向角検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102162729A (zh) 2011-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102162729B (zh) 基于立方棱镜的激光发射轴与机械基准面夹角的测量方法
CN101832760B (zh) 一种远距离三维微小形变视觉在线监测方法和***
CN108594257B (zh) 基于多普勒效应的测速传感器及其标定方法与测量方法
US10969299B2 (en) Lens refractive index detection device and method
CN101852676B (zh) 多焦全息差动共焦超长焦距测量方法与装置
CN103358018A (zh) 激光光轴校准方法和利用该方法的激光加工装置
CN104567738A (zh) 光轴平行度精确测量***及方法
CN102301200A (zh) 非接触表面形状测量方法及其装置
CN108594258B (zh) 基于多普勒效应的修正式测速传感器及其标定与测量方法
CN103940348A (zh) 一种工作台运动误差多自由度检测的装置及方法
CN108592825A (zh) 一种基于差动补偿的光电自准直装置及方法
CN104335018A (zh) 激光功率传感器
CN108469531B (zh) 基于多普勒效应的双重修正式测速传感器及标定与测量方法
CN104656093A (zh) 一种水下激光测距仪及测距方法
CN110132160B (zh) 一种采用光纤光源的桥梁挠度测量方法
CN109342758B (zh) 测速传感器
CN108646047B (zh) 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法
WO2018201566A1 (zh) 一种激光测量装置及其应用方法
CN106247992B (zh) 一种高精度、宽范围和大工作距自准直装置与方法
JP4694290B2 (ja) 有限系光学素子の透過率測定方法及び透過率測定装置
WO2023098349A1 (zh) 一种光学镜片参数测量装置及方法
CN104155660B (zh) 一种双波长自适应光学修正波前畸变对直接探测测风激光雷达影响的装置及方法
CN203286992U (zh) 一种激光光束垂直度的检测装置
CN107702643B (zh) 法线方向确定***及方法
CN105783859B (zh) 一种三轴运动平台的高精度控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120711