一種光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于激光系統(tǒng)安裝集成技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種光源空間指向檢 測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大型光學(xué)系統(tǒng)安裝集成中，集成調(diào)試的工作量非常龐大。為了提高集成調(diào)試效 率，需在不同功能段開(kāi)展并行調(diào)試作業(yè)，這時(shí)需要光源組件提供指向精確的可見(jiàn)光軸，開(kāi)展 光路調(diào)試作業(yè)。
[0003]在線(xiàn)光路調(diào)試對(duì)精度要求非常嚴(yán)苛，光源組件在離線(xiàn)裝校時(shí)需按設(shè)計(jì)精確調(diào)試出 光源指向，其精度通常為微弧度量級(jí)，傳統(tǒng)的光學(xué)測(cè)試方法已無(wú)法滿(mǎn)足測(cè)量精度要求，迫切 需要一種高精度的光源指向檢測(cè)系統(tǒng)，提高在線(xiàn)光路調(diào)試精度。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源組件，所述光源組件包括光源2'、鏡片6'， 光源2 '按發(fā)射空間角度入射至鏡片6 '，其特征在于:在光源2 '入射方向一側(cè)設(shè)置自準(zhǔn)直儀 3'、絕對(duì)測(cè)角儀4'，光源2'反射方向一側(cè)設(shè)置有大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡5'，將光源的反射光沿原光路 返回。
[0007] 進(jìn)一步，在大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡5 '與鏡片6 '之間架設(shè)有小孔7 '及(XD元件8 '，使光源反射 光線(xiàn)的光斑從小孔7 '中心穿過(guò)入射至大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡;通過(guò)CCD元件8 '觀察，使大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡 5 '的反射光斑穿過(guò)小孔7 '中心。
[0008]進(jìn)一步，鏡片6'法線(xiàn)、自準(zhǔn)直儀3'光軸設(shè)置于同一水平面上。
[0009]進(jìn)一步，自準(zhǔn)直儀3'光軸相對(duì)于大地水平面平行。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0011] 本實(shí)用新型運(yùn)用大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡使將光源的入射光線(xiàn)指向間接轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)鏡法線(xiàn) 指向，并利用自準(zhǔn)直儀和絕對(duì)測(cè)角儀模擬鏡片和大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡法線(xiàn)指向，經(jīng)過(guò)幾何光學(xué)轉(zhuǎn) 換關(guān)系，計(jì)算出精確的光源組件空間指向，巧妙地利用現(xiàn)有儀器設(shè)備設(shè)計(jì)了精確的檢測(cè)手 段，使檢測(cè)精度達(dá)到微弧度量級(jí)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)平面圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)幾何光學(xué)關(guān)系圖。
[0014] 圖中標(biāo)號(hào)：
[0015] Γ-鏡框;2 ' -光源;3 ' -自準(zhǔn)直儀;4 ' -絕對(duì)測(cè)角儀;5 ' -大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡6 ' -鏡片;7 ' -小孔;8'_CCD;
[0016] l-α人;2-βΑ; 3-自準(zhǔn)直儀光軸;4-旋轉(zhuǎn)后自準(zhǔn)直儀光軸;5-β出;6-α出;7-光源光線(xiàn)在 水平面投影線(xiàn);8_光源光線(xiàn);9_標(biāo)準(zhǔn)鏡法線(xiàn)；10_β' ； 11_α' ； 12_鏡片法線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。 基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的 所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018] 實(shí)施例1:
[0019]為了清楚的說(shuō)明本實(shí)用新型的光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)施例按照光源組件空 間指向檢測(cè)平臺(tái)示意圖1初步搭建好檢測(cè)平臺(tái)，一種光源空間指向檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源組 件，所述光源組件包括光源2'、鏡片6'，光源2'按發(fā)射空間角度入射至鏡片6'，其特征在于： 在光源2'入射方向一側(cè)設(shè)置自準(zhǔn)直儀3'、絕對(duì)測(cè)角儀4'，光源2'反射方向一側(cè)設(shè)置有大口 徑標(biāo)準(zhǔn)鏡5 '，將光源的反射光沿原光路返回。優(yōu)選的方案中，在大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡5 '與鏡片6 '之 間架設(shè)有小孔7'及CCD元件8'，使光源反射光線(xiàn)的光斑從小孔7'中心穿過(guò)入射至大口徑標(biāo) 準(zhǔn)鏡;通過(guò)C⑶元件8 '觀察，使大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡5 '的反射光斑穿過(guò)小孔7 '中心。
[0020] 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)指標(biāo)為：
[0021] 絕對(duì)測(cè)角儀:測(cè)量范圍：0°~360°，測(cè)量精度：1〃 ；自準(zhǔn)直儀測(cè)量精度:0.2〃。
[0022] 模擬光源:激光束直徑大于1_，發(fā)散角小于0.5mrad，角漂小于5yrad。
[0023] 大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡:反射面形PV值優(yōu)于λ/2(λ= 632.8nm)。
[0024] 數(shù)顯水平儀:精度0.001°。
[0025]CCD像素?cái)?shù)：2048X2048。
[0026]實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：
[0027]α入為547 · 2〃、β入為44。58' 34〃（對(duì)應(yīng)的β，為135。V26")。
[0028]實(shí)驗(yàn)中，其他參數(shù)取值：自準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)前光軸相對(duì)于大地水平面夾角為Θ1，旋轉(zhuǎn)后 為θ2，Θ丨=θ2 = 〇°，鏡框上表面相對(duì)于大地水平面夾角為φ,φ=〇。
[0029]其光路圖如圖2所示，鏡片法線(xiàn)、自準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)前后光軸出于同一水平面上(或與 大地水準(zhǔn)面成固定夾角）。
[0030]光源入射光線(xiàn)在水平面上的投影夾角為α人，該投影與鏡片法線(xiàn)夾角為βΑ，同理定 義α出、β出，α'為標(biāo)準(zhǔn)鏡法線(xiàn)與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角，即測(cè)得的AngleΥ值;β'為自準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn) 前后光軸夾角，即測(cè)得的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)度數(shù)；
[0031]式中：
[0032]a入--光源入射光線(xiàn)在水平面上的投影夾角，rad;
[0033]βλ一一光源入射光線(xiàn)在水平面上的投影與鏡片法線(xiàn)夾角，rad;
[0034]α出--出射光線(xiàn)在水平面上的投影夾角，rad;
[0035]β出--出射光線(xiàn)在水平面上的投影與鏡片法線(xiàn)夾角，rad;
[0036]α'一一標(biāo)準(zhǔn)鏡法線(xiàn)與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角，rad;
[0037] β'一一自準(zhǔn)直儀旋轉(zhuǎn)前和旋轉(zhuǎn)后的光軸夾角。
[0038] 本實(shí)施例的檢測(cè)過(guò)程如下：
[0039]a)按照光源組件空間指向檢測(cè)平臺(tái)示意圖1初步搭建好檢測(cè)平臺(tái)，打開(kāi)CCD，待機(jī) 時(shí)間不小于0.5小時(shí)；
[0040]b)按照絕對(duì)測(cè)角儀使用說(shuō)明書(shū)的要求和步驟連接整個(gè)絕對(duì)測(cè)角儀測(cè)試系統(tǒng)；
[0041] c)啟動(dòng)測(cè)試軟件，完成絕對(duì)測(cè)角儀上自準(zhǔn)直儀的初始化及調(diào)較，完成轉(zhuǎn)臺(tái)的初始 化；
[0042]d)將水平尺放置在光源組件鏡框上表面中心位置，調(diào)整光源組件姿態(tài)，使水平尺 水平；
[0043]e)旋轉(zhuǎn)絕對(duì)測(cè)角儀上的自準(zhǔn)直儀，使之對(duì)準(zhǔn)光源組件上的鏡片，并使鏡片在自準(zhǔn) 直儀上成十字像，用轉(zhuǎn)臺(tái)鎖緊旋鈕對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)鎖緊。
[0044]f)將水平尺放置于絕對(duì)測(cè)角儀上的自準(zhǔn)直儀上表面中心位置，調(diào)整自準(zhǔn)直儀姿 態(tài)，使水平尺水平；
[0045]g)用光學(xué)角錐貼緊絕對(duì)測(cè)角儀上的自準(zhǔn)直儀鏡頭，測(cè)試軟件上出現(xiàn)目標(biāo)十字像， 將它設(shè)置為絕對(duì)參考點(diǎn)，拿走光學(xué)角錐；
[0046]h)點(diǎn)擊連續(xù)測(cè)量，調(diào)整光源組件姿態(tài)，使鏡片在自準(zhǔn)直儀上的十字像的AngleX和AngleY均小于0 · 1〃 ；
[0047]i)依次重復(fù)d)和h)，最終使該兩個(gè)步驟中的狀態(tài)要求同時(shí)能滿(mǎn)足；
[0048]j)打開(kāi)光源，待機(jī)時(shí)間不小于0.5小時(shí)；
[0049]k)架設(shè)小孔，使光源的光斑從小孔中心穿過(guò)；
[0050] 1)調(diào)整大口徑標(biāo)準(zhǔn)鏡姿態(tài)，使光源在標(biāo)準(zhǔn)鏡上的反射光沿原光路返回，判斷的依 據(jù)為通過(guò)CCD觀察激光光斑穿過(guò)小孔中心；
[0051] m)在測(cè)試軟件選取"全角測(cè)量"，點(diǎn)擊"轉(zhuǎn)臺(tái)清零"