專利名稱：雙反饋高精度光束瞄準(zhǔn)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是激光控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種雙反饋高精度光束瞄準(zhǔn)控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的激光光束瞄準(zhǔn)控制裝置中，多采用壓電陶瓷驅(qū)動光學(xué)反射鏡來改變光束的出射方向，其閉環(huán)控制的反饋單元為微位移傳感器。由于光學(xué)反射鏡面不是一個理想的剛體，在壓電陶瓷伸縮力驅(qū)動下會發(fā)生形變，進(jìn)而影響光束的偏轉(zhuǎn)方向。在光束瞄準(zhǔn)控制裝置中，位移傳感器只能測量壓電陶瓷的伸縮量，無法測量光學(xué)反射鏡面的實際偏轉(zhuǎn)量?？梢?，光學(xué)反射鏡面形變是影響瞄準(zhǔn)裝置控制精度的不確定因素，現(xiàn)有裝置難以實現(xiàn)高精度光束控制，同時也不能對入射激光光束的角度進(jìn)行實時跟蹤測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙反饋高精度光束瞄準(zhǔn)控制裝置。本發(fā)明可解決因二維偏轉(zhuǎn)鏡的反射鏡面形變而影響控制激光光束反射角度的精度問題。它包括計算機(jī)1、偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2、二維偏轉(zhuǎn)鏡3、激光器4、A/D轉(zhuǎn)換器11；它還包括圖像采集卡5、CCD攝像機(jī)6、凸透鏡7、望遠(yuǎn)鏡8、分束鏡9、全內(nèi)反棱鏡10；計算機(jī)1的偏轉(zhuǎn)鏡控制數(shù)據(jù)輸出端連接偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2的控制輸入端，偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2的控制驅(qū)動輸出端連接二維偏轉(zhuǎn)鏡3的控制信號輸入端，二維偏轉(zhuǎn)鏡3的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量檢測信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器11的信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器11的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)1的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)輸入端，激光器4輸出的激光光束經(jīng)二維偏轉(zhuǎn)鏡3的鏡面端反射到分束鏡9的輸入端中，一部分光束經(jīng)分束鏡9反射輸出，另一部分光束經(jīng)分束鏡9的傳輸并由分束鏡9的輸出端輸入到全內(nèi)反棱鏡10中，再經(jīng)全內(nèi)反棱鏡10、分束鏡9反射到望遠(yuǎn)鏡8的輸入端中，經(jīng)望遠(yuǎn)鏡8的傳輸并由望遠(yuǎn)鏡8的輸出端輸入到凸透鏡7的輸入端中，經(jīng)凸透鏡7的傳輸并由凸透鏡7的輸出端輸入到CCD攝像機(jī)6的輸入端中，CCD攝像機(jī)6的圖像信號輸出端連接圖像采集卡5的圖像信號輸入端，圖像采集卡5的圖像數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)1的圖像數(shù)據(jù)輸入端。工作原理激光器4輸出的激光光束的一部分通過分束鏡9反射后輸出，另一部分透過分束鏡9后經(jīng)全內(nèi)反棱鏡10、分束鏡9反射到CCD攝像機(jī)6的鏡頭中，CCD攝像機(jī)6通過圖像采集卡5把激光光束的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)1中，這時計算機(jī)1根據(jù)激光光束的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)、二維偏轉(zhuǎn)鏡3的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量反饋數(shù)據(jù)，對二維偏轉(zhuǎn)鏡3的反射鏡面的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制，進(jìn)而來控制輸出激光光束的偏轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明在檢測入射激光光束的角度時，其入射激光光束通過分束鏡9入射到CCD攝像機(jī)6的鏡頭中，CCD攝像機(jī)6通過圖像采集卡5把入射激光光束的二維坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)1中，使計算機(jī)1能對入射激光光束的角度進(jìn)行實時跟蹤檢測。本發(fā)明能高精度的控制二維偏轉(zhuǎn)鏡反射輸出光束的偏轉(zhuǎn)角度，其控制誤差≤0.5μrad，同時也能對入射激光光束的角度進(jìn)行實時跟蹤測量，它還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式結(jié)合圖1說明本實施方式，它由計算機(jī)1、偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2、二維偏轉(zhuǎn)鏡3、激光器4、圖像采集卡5、CCD攝像機(jī)6、凸透鏡7、望遠(yuǎn)鏡8、分束鏡9、全內(nèi)反棱鏡10、A/D轉(zhuǎn)換器11組成；計算機(jī)1的偏轉(zhuǎn)鏡控制數(shù)據(jù)輸出端連接偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2的控制輸入端，偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2的控制驅(qū)動輸出端連接二維偏轉(zhuǎn)鏡3的控制信號輸入端，二維偏轉(zhuǎn)鏡3的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量檢測信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器11的信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器11的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)1的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)輸入端，激光器4輸出的激光光束經(jīng)二維偏轉(zhuǎn)鏡3的鏡面端反射到分束鏡9的輸入端中，一部分光束經(jīng)分束鏡9反射輸出，另一部分光束經(jīng)分束鏡9的傳輸并由分束鏡9的輸出端輸入到全內(nèi)反棱鏡10中，再經(jīng)全內(nèi)反棱鏡10、分束鏡9反射到望遠(yuǎn)鏡8的輸入端中，經(jīng)望遠(yuǎn)鏡8的傳輸并由望遠(yuǎn)鏡8的輸出端輸入到凸透鏡7的輸入端中，經(jīng)凸透鏡7的傳輸并由凸透鏡7的輸出端輸入到CCD攝像機(jī)6的輸入端中，CCD攝像機(jī)6的圖像信號輸出端連接圖像采集卡5的圖像信號輸入端，圖像采集卡5的圖像數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)1的圖像數(shù)據(jù)輸入端。偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器2選用的型號為德國PI公司P841.20型壓電陶瓷驅(qū)動器；二維偏轉(zhuǎn)鏡3選用的是哈工大博實精密測控有限公司研制的MPT-2JRL001型壓電偏轉(zhuǎn)鏡(內(nèi)置位移傳感器)；激光器4選用的是西安賽樸林機(jī)電技術(shù)研究所SP650-5G11型平行光管(輸出波長650nm，光束發(fā)散角20μrad，輸出功率2.5mrad)；圖像采集卡5選用的是北京嘉恒公司MPE-1000型號CCD圖像采集卡；CCD攝像機(jī)6選用的是臺灣敏通公司生產(chǎn)的MTV-1801面陣式CCD攝像機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)是光譜響應(yīng)范圍為400nm～1100nm、像元數(shù)為795H×596V、像元尺寸為10μrad、行頻為15625Hz、場頻為50Hz、探測靈敏度為0.02lx；凸透鏡7的焦距為10cm；望遠(yuǎn)鏡8選用的是開普勒型，其口徑為50mm、放大倍數(shù)為10；分束鏡9選用的是反射率為95％、透射率為5％，全內(nèi)反棱鏡10有效口徑直徑為50mm，A/D轉(zhuǎn)換器11選用ADLINK公司PCI-9810型號模數(shù)轉(zhuǎn)換卡，其采集精度為12位。
權(quán)利要求
1.雙反饋高精度光束瞄準(zhǔn)控制裝置，它包括計算機(jī)(1)、偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器(2)、二維偏轉(zhuǎn)鏡(3)、激光器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(11)；其特征在于它還包括圖像采集卡(5)、CCD攝像機(jī)(6)、凸透鏡(7)、望遠(yuǎn)鏡(8)、分束鏡(9)、全內(nèi)反棱鏡(10)；計算機(jī)(1)的偏轉(zhuǎn)鏡控制數(shù)據(jù)輸出端連接偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器(2)的控制輸入端，偏轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動器(2)的控制驅(qū)動輸出端連接二維偏轉(zhuǎn)鏡(3)的控制信號輸入端，二維偏轉(zhuǎn)鏡(3)的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量檢測信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器(11)的信號輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器(11)的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)(1)的反射鏡面偏轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)輸入端，激光器(4)輸出的激光光束經(jīng)二維偏轉(zhuǎn)鏡(3)的鏡面端反射到分束鏡(9)的輸入端中，一部分光束經(jīng)分束鏡(9)反射輸出，另一部分光束經(jīng)分束鏡(9)的傳輸并由分束鏡(9)的輸出端輸入到全內(nèi)反棱鏡(10)中，再經(jīng)全內(nèi)反棱鏡(10)、分束鏡(9)反射到望遠(yuǎn)鏡(8)的輸入端中，經(jīng)望遠(yuǎn)鏡(8)的傳輸并由望遠(yuǎn)鏡(8)的輸出端輸入到凸透鏡(7)的輸入端中，經(jīng)凸透鏡(7)的傳輸并由凸透鏡(7)的輸出端輸入到CCD攝像機(jī)(6)的輸入端中，CCD攝像機(jī)(6)的圖像信號輸出端連接圖像采集卡(5)的圖像信號輸入端，圖像采集卡(5)的圖像數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)(1)的圖像數(shù)據(jù)輸入端。
全文摘要
雙反饋高精度光束瞄準(zhǔn)控制裝置，它涉及的是激光控制技術(shù)領(lǐng)域。1的控制數(shù)據(jù)輸出端連接2的控制輸入端，2的輸出端連接3的控制輸入端，3的鏡面偏轉(zhuǎn)量檢測信號輸出端通過11接1的鏡面偏轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)輸入端，4輸出的光束經(jīng)3的鏡面端反射到9的輸入端中，一部分光束經(jīng)9反射輸出，另一部分經(jīng)9的傳輸并由9的輸出端輸入到10中，再經(jīng)10、9反射到8的輸入端中，經(jīng)8的傳輸后由8的輸出端輸入到7的輸入端中，經(jīng)7的傳輸并由7的輸出端輸入到6的輸入端中，6的信號輸出端連接5的信號輸入端，5的數(shù)據(jù)輸出端連接1的圖像數(shù)據(jù)輸入端。本發(fā)明能高精度的控制二維偏轉(zhuǎn)鏡反射輸出光束的偏轉(zhuǎn)角度，其控制誤差≤0.5μrad。
文檔編號G02F1/00GK1677170SQ200510009868
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者馬晶, 譚立英, 于思源, 陳云亮, 韓琦琦 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)