專(zhuān)利名稱(chēng)：基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光發(fā)射裝置，具體涉及一種通過(guò)數(shù)控變焦準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn) 高精度可變束散角的激光發(fā)射裝置。
技術(shù)背景在衛(wèi)星光通信終端研制過(guò)程中，為對(duì)光通信終端跟瞄系統(tǒng)的性能進(jìn)行檢 測(cè)，需要高精度可變束散角的激光發(fā)射系統(tǒng)，以模擬不同鏈路中的目標(biāo)終端。 現(xiàn)有的終端測(cè)試系統(tǒng)僅能提供單一的光束發(fā)散角，測(cè)試能力受到限制，因此 衛(wèi)星光通信終端研制中迫切需要一種可變束散角的激光發(fā)射裝置，同時(shí)，此 類(lèi)裝置也對(duì)衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決現(xiàn)有的終端測(cè)試系統(tǒng)存在的僅能提供單一的光束發(fā)散角及 測(cè)試能力較差的問(wèn)題，而提供一種基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光發(fā)射裝置。本發(fā)明由激光器l、 一維精密位移器2、數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3、 望遠(yuǎn)鏡4和控制計(jì)算機(jī)5組成，激光器1設(shè)置在一維精密位移器2的移動(dòng)臺(tái) 上，移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)軌跡與激光器1發(fā)射的激光束平行，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3和 望遠(yuǎn)鏡4都依次設(shè)置在激光器1的激光發(fā)射端口處，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3和望 遠(yuǎn)鏡4的入射光的中心軸線(xiàn)都與激光器1的激光發(fā)射端口的中心軸線(xiàn)相重合， 一維精密位移器2的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)5的位移控制輸出端連接，一 維精密位移器2的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)5的位移數(shù)據(jù)輸入端連接， 數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)5的準(zhǔn)直控制輸出端連接，數(shù) 控變焦準(zhǔn)直器3的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)5的準(zhǔn)直數(shù)據(jù)輸入端連接。本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)可變的模擬終端的光束發(fā)散角，以口徑為 50pm的大出光孔徑的激光器作為光源，在對(duì)衛(wèi)星光通信終端進(jìn)行測(cè)試過(guò)程 中，系統(tǒng)焦距變化范圍為0.5m 2.5m時(shí)，可實(shí)現(xiàn)光束發(fā)散角在20prad 100|Lirad 的束散角變化，適用于各種鏈路終端的測(cè)試，提高整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試能力， 不僅為衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的性能優(yōu)化提供有效途徑，還可用于各種激光發(fā)射接收系統(tǒng)性能參數(shù)的測(cè)試，特別是衛(wèi)星間激光鏈路與星地激光鏈路終端的測(cè)試。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一參見(jiàn)圖l，本實(shí)施方式由激光器l、 一維精密位移器2、數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3、望遠(yuǎn)鏡4和控制計(jì)算機(jī)5組成，激光器1設(shè)置在一維精密 位移器2的移動(dòng)臺(tái)上，移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)軌跡與激光器1發(fā)射的激光束平行，數(shù) 控變焦準(zhǔn)直器3和望遠(yuǎn)鏡4都依次設(shè)置在激光器1的激光發(fā)射端口處，數(shù)控 變焦準(zhǔn)直器3和望遠(yuǎn)鏡4的入射光的中心軸線(xiàn)都與激光器1的激光發(fā)射端口 的中心軸線(xiàn)相重合， 一維精密位移器2的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)5的位移 控制輸出端連接， 一維精密位移器2的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)5的位 移數(shù)據(jù)輸入端連接，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)5的準(zhǔn)直 控制輸出端連接，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)5的準(zhǔn) 直數(shù)據(jù)輸入端連接。所述一維精密位移器2可由帶有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的日本THK公 司生產(chǎn)的MDK0801型滾動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)，使激光器1在日本THK公司生產(chǎn)的 SHW14CAM型滾動(dòng)導(dǎo)軌的移動(dòng)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)超精密級(jí)移動(dòng)；所述數(shù)字變焦準(zhǔn)直器 3由四組透鏡組成，其中中間兩組透鏡分別固定于SHW14CAM型滾動(dòng)導(dǎo)軌的 移動(dòng)臺(tái)上，并由帶有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的MDK0801型滾動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)改變其相對(duì)位置， 實(shí)現(xiàn)整體變焦功能。工作原理數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3和望遠(yuǎn)鏡4可等效為一個(gè)透鏡，其焦距為 F=(3xf，其中(3為望遠(yuǎn)鏡4的放大倍率，f為數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3的焦距，當(dāng)激 光器1的發(fā)光面置于等效焦點(diǎn)位置時(shí)，輸出的光束具有良好的波前，此時(shí)出 射光束的束散角e由激光器發(fā)光直徑d與等效透鏡焦距F決定e=d/f，改變等 效透鏡的焦距，同時(shí)移動(dòng)激光器1的發(fā)光面位置，使其始終位于系統(tǒng)焦點(diǎn)處， 即可實(shí)現(xiàn)光出射光束的發(fā)散角的改變。控制計(jì)算機(jī)5根據(jù)需要設(shè)定的出射光束發(fā)散角與望遠(yuǎn)鏡4的放大倍率參 數(shù)P計(jì)算準(zhǔn)直器的工作焦距f，同時(shí)計(jì)算激光器1發(fā)光面應(yīng)距數(shù)控變焦準(zhǔn)直器 3的準(zhǔn)確距離L，然后控制計(jì)算機(jī)5輸出數(shù)字控制信號(hào)控制數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3 中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變透鏡間的間距使其焦距為f，同時(shí)輸出數(shù)字控制信號(hào)控制一維精密位移器2的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光器1的發(fā)光面與準(zhǔn)直器的距 離為L(zhǎng)， 一維精密位移器2與數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均帶有角度傳感器， 控制計(jì)算機(jī)5可讀取其轉(zhuǎn)動(dòng)量，對(duì)其進(jìn)行精確控制。打開(kāi)激光器l，激光器l 發(fā)出的光束經(jīng)數(shù)控變焦準(zhǔn)直器3準(zhǔn)直后，再由望遠(yuǎn)鏡4擴(kuò)束后向空間發(fā)射， 并可以根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)得不同發(fā)射可變束散角的光。
權(quán)利要求
1、基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光發(fā)射裝置，它由激光器(1)、一維精密位移器(2)、數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)、望遠(yuǎn)鏡(4)和控制計(jì)算機(jī)(5)組成，其特征在于激光器(1)設(shè)置在一維精密位移器(2)的移動(dòng)臺(tái)上，移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)軌跡與激光器(1)發(fā)射的激光束平行，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)和望遠(yuǎn)鏡(4)都依次設(shè)置在激光器(1)的激光發(fā)射端口處，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)和望遠(yuǎn)鏡(4)的入射光的中心軸線(xiàn)都與激光器(1)的激光發(fā)射端口的中心軸線(xiàn)相重合，一維精密位移器(2)的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)(5)的位移控制輸出端連接，一維精密位移器(2)的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)(5)的位移數(shù)據(jù)輸入端連接，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)的控制輸入端與控制計(jì)算機(jī)(5)的準(zhǔn)直控制輸出端連接，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)的反饋數(shù)據(jù)輸出端與控制計(jì)算機(jī)(5)的準(zhǔn)直數(shù)據(jù)輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光 發(fā)射裝置，其特征在于所述一維精密位移器(2)由帶有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的滾動(dòng)絲杠和 滾動(dòng)導(dǎo)軌組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光 發(fā)射裝置，其特征在于所述數(shù)控變焦準(zhǔn)直器(3)由四組透鏡組成，中間兩組透 鏡分別固定在滾動(dòng)導(dǎo)軌的移動(dòng)臺(tái)上，并由帶有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的滾動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
基于數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的高精度可變束散角激光發(fā)射裝置，它涉及一種通過(guò)數(shù)控變焦準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn)高精度可變束散角的激光發(fā)射裝置，以解決現(xiàn)有的終端測(cè)試系統(tǒng)存在的僅能提供單一的光束發(fā)散角及測(cè)試能力較差的問(wèn)題。本發(fā)明的激光器設(shè)置在一維精密位移器的移動(dòng)臺(tái)上，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器和望遠(yuǎn)鏡都依次設(shè)置在激光器的激光發(fā)射端口處，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器和望遠(yuǎn)鏡的入射光的中心軸線(xiàn)都與激光器的激光發(fā)射端口的中心軸線(xiàn)相重合，一維精密位移器的輸入輸出端與控制計(jì)算機(jī)的輸入輸出端連接，數(shù)控變焦準(zhǔn)直器的輸入輸出端與控制計(jì)算機(jī)的輸入輸出端連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)可變的光束發(fā)散角，適用于各種鏈路終端的測(cè)試，提高測(cè)試能力，以及各種激光發(fā)射接收系統(tǒng)性能參數(shù)的測(cè)試。
文檔編號(hào)G05D25/00GK101221453SQ20071014488
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者于思源, 俞建杰, 劉劍鋒, 楊玉強(qiáng), 譚立英, 韓琦琦, 晶 馬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)