CN1118680C - 激光自准直平行光管 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化检测技术领域，涉及一种对光学仪器领域中的位置检测装置的改进，包括：(1)激光光源、(2)透镜、(3)狭缝、(4)偏振分光镜、(5)准直物镜、(6)1/4波长片、(7)被测物、(8)消偏振分光镜、(9)微调器、(10)振动狭缝、(11)光电接收器(D1，D2)、(12)测微长尺、(13)目镜，可广泛用于高速运动目标自准时的信息高速提取，如：经纬仪、转台、飞机发动机叶片飞行实验平衡检测，角位移传感器动态特性的检测，以及精度的检测，光学平面冷加工件的小角度的检测。
Description
本发明属于自动化检测技术领域，涉及一种对光学仪器领域中的位置检测装置的改进。
光学自准平行自准仪简称平行光管，是光线方位(方向)检测仪器。传统检测方法是利用自准仪发出的平行光经被测的光学平行间的瞄准差从而测出被测光学面间的角度位置值，原理见图1，包括有光源1、分划板2、分光镜3、望远物镜4、被测物5、分划板6、目镜7，通常是分测量目镜人眼瞄准形式与光电瞄准形式，由于此种结构采用十字丝及光电振动狭缝结构，需要一定稳定时间，属于静态测量方式，测量精度0.2″，光源发出光能损失大。
本发明的目的在于提供一种适用于动静态测量，测量精度高，光能利用率高的平行光管。
本发明原理如图2所示，包括有激光光源1、透镜2、狭缝3、偏振分光镜4、准直物镜5、1/4波长片6、被测物7、消偏振分光镜8、微调器9、振动狭缝10、光电接收器11(D1、D2)、测微长尺12、目镜13，狭缝3的位置是在平行光管的焦点上，从激光光源1发出水平振动线偏振激光，经透镜2聚焦在狭缝3上，再经偏振分光镜4，全部透射到物镜5上，经1/4波长片6后，射到被测物7的平面上，反射回1/4波长片6，由来回往返两次经过1/4波长片6，激光束的偏振方向由水平振动改为垂直振动，再经偏振分光镜4时将光全部射到消偏振分光镜8上，分为两路，其中50％透射到振动狭缝10上，由两个光电接收器11(D1，D2)接收，用于高速动态目标瞄准，或静态高精度测量；50％反射到目镜13上，用于静态人眼目标瞄准测量，振动狭缝10与狭缝3共轭，并都在物镜的焦面上，其中振动狭缝10与狭缝3的周围为黑铬，中间通光；当被测物7自准时，从两个光电接收器11(D1，D2)发出信号如图3所示，水平轴为位移轴，垂直轴为两个光电接收器11(D1，D2)输出信号幅值，它们的交点A为被测物7的瞄准点位置。
由于发明使用的是两个光电二极管，其动态响应时间在几十纳秒，经电处理提取A点信息时间在0.1μS以内，所以被测物面高速经过光管时，光管可以快速捕获目标。充分利用光源所发出的激光的能量，由于采用偏振分光镜、1/4波长片、激光。消除了传统方式中的每经一次棱镜分光损失50％能量。提高了能量利用率4倍以上。测量瞄准精度高。从图3可以看出由于D1和D2是错相信号。提取A点信息的信号斜率提高一倍。与在单路接信号最大值比较，其瞄准分辨率提高近10倍。
本发明可广泛应用于高速运动目标自准时的信息高速提取，如：经纬仪、转台、非接触对高速旋转目标的转速测量。角位移传感器动态特性的检测，以及精度的检测。光学平面冷加工件的小角度的检测。
附图说明：
图1已有技术原理图
图2本发明原理图
图3本发明光电接收器信号输出图
最佳实施例：激光光源1采用半导体激光器、透镜2、狭缝3、偏振分光镜4、准直物镜5、1/4波长片6、被测物7、消偏振分光镜8、微调器9、振动狭缝10、光电接收器(D1、D2)11、测微长尺12、目镜13。
Claims (3)
1、一种激光自准直平行光管，包括有：透镜(2)、准直物镜(5)、被测物(7)、消偏振分光镜(8)、微调器(9)、振动狭缝(10)、目镜(13)，其特征在于：狭缝(3)的位置是在平行光管的焦点上，从激光光源(1)发出水平振动线偏振激光，经透镜(2)聚焦在狭缝(3)上，再经偏振分光镜(4)，全部透射到物镜(5)上，经1/4波长片(6)后，射到被测物(7)的平面上，反射回1/4波长片(6)，由来回往返两次经过1/4波长片(6)，激光束的偏振方向由水平振动改为垂直振动，再经偏振分光镜(4)时将光全部射到消偏振分光镜(8)上，其中50％透射到振动狭缝(10)上，由两个光电接收器(11)(D1，D2)接收，50％反射到目镜(13)上。
2、如权利要求1所述的一种激光自准直平行光管，其特征还在于：振动狭缝(10)与狭缝(3)共轭，并都在物镜的焦面上，其中振动狭缝(10)与狭缝(3)的周围为黑铬，中间通光。
3、如权利要求1所述的一种激光自准直平行光管，其特征还在于：当被测物(7)自准时，从两个光电接收器(11)(D1，D2)发出信号，水平轴为位移轴，垂直轴为两个光电接收器(11)(D1，D2)输出信号幅值，两个信号的交点(A)为被测物(7)的瞄准点位置。
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