專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于大功率激光吸收的激光負(fù)載，特別是一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試試驗(yàn)的激光負(fù)載。
背景技術(shù)：
激光負(fù)載是一種通過(guò)將激光功率轉(zhuǎn)化為熱能的途徑，而實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率激光吸收截止的裝置。由于激光中繼鏈路距離為數(shù)萬(wàn)公里(最大為45000km)，且捕獲靈敏度有限(約_75dB)，因此空間傳輸衰減嚴(yán)重，要求發(fā)起捕獲的中繼星激光通信終端具備足夠高的出瞳光功率(5W以上)。在室內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)集成試驗(yàn)時(shí)，數(shù)瓦量級(jí)的激光功率輸出對(duì)人眼以及光學(xué)設(shè)備均將造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，試驗(yàn)中必須采用適當(dāng)?shù)募す庳?fù)載，吸收除試驗(yàn)開(kāi)展所必需的強(qiáng)激光功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，通過(guò)球形腔體、錐形反射鏡和旋轉(zhuǎn)反射鏡等合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以在試驗(yàn)過(guò)程中全程吸收除試驗(yàn)所必需激光能量外的大功率激光能量。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，包括基座、金屬球形腔、錐形反射鏡、旋轉(zhuǎn)反射鏡、連接桿、直流電機(jī)、接插件、屏蔽電纜和散熱片；基座與金屬球形腔焊接在一起，金屬球形腔的外表面裝有多個(gè)散熱片且金屬球形腔表面有一圓孔用于接收激光，錐形反射鏡通過(guò)螺栓裝配在金屬球形腔表面的圓孔處，用于增加接收激光的接收口徑；旋轉(zhuǎn)反射鏡與連接桿通過(guò)螺釘固定在一起且旋轉(zhuǎn)反射鏡與連接桿之間的夾角為45°，旋轉(zhuǎn)反射鏡為圓形且旋轉(zhuǎn)反射鏡與連接桿的連接處為旋轉(zhuǎn)反射鏡的圓心，連接桿穿過(guò)金屬球形腔與直流電機(jī)連接，直流電機(jī)固定在金屬球形腔的外表面上且直流電機(jī)可以控制旋轉(zhuǎn)反射鏡和連接桿組成的整體在金屬球形腔的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，直流電機(jī)通過(guò)屏蔽電纜與接插件連接；旋轉(zhuǎn)反射鏡和連接桿組成的整體在金屬球形腔內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)面與直流電機(jī)在金屬球形腔上的安裝切面平行。所述金屬球形腔的外徑為470 570mm,內(nèi)徑為450 550mm,表面圓孔的口徑為18 22mm ；所述金屬球形腔表面圓孔的口徑與金屬球形腔內(nèi)徑的比值為1/25，所述金屬球形腔的內(nèi)表面采用噴砂和噴漆處理，噴砂顆粒直徑為0. 5 2mm，噴漆為反射率大于等于97%的無(wú)光黑漆。所述錐形反射鏡接收口直徑為45 60mm，張角為30 40°。所述旋轉(zhuǎn)反射鏡直徑為25 50mm。
旋轉(zhuǎn)反射鏡和連接桿組成的整體在金屬球形腔內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度1° /S。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(I)采用本發(fā)明獨(dú)特的激光負(fù)載整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可達(dá)到_50dB激光吸收增益；(2)本發(fā)明采用錐形接收前端處理方法，在激光通信終端掃描捕獲工況下，光軸并未完全對(duì)準(zhǔn)情況下，依然不影響激光負(fù)載吸收增益；并且不會(huì)造成回光對(duì)激光通信終端測(cè)試試驗(yàn)形成干擾。(3)本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)反射鏡處理方法，在強(qiáng)光束照射到吸收腔內(nèi)表面之前，利用一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的平面反射鏡將入射光束反射到腔內(nèi)一個(gè)環(huán)帶區(qū)域，使激光束照到球殼時(shí)的功率密度和能量密度降低，規(guī)避大功率激光殺傷力強(qiáng)的特點(diǎn)，有效延長(zhǎng)激光負(fù)載工作壽命。


圖I為本發(fā)明用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載工作原理具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明提供了一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，包括基座I、金屬球形腔2、錐形反射鏡3、旋轉(zhuǎn)反射鏡4、連接桿5、直流電機(jī)6、接插件7、屏蔽電纜8和散熱片9 ；基座I與金屬球形腔2焊接在一起，金屬球形腔2的外表面裝有多個(gè)散熱片9且金屬球形腔2表面有一圓孔用于接收激光，錐形反射鏡3通過(guò)螺栓裝配在金屬球形腔2表面的圓孔處，用于增加接收激光的接收口徑；旋轉(zhuǎn)反射鏡4與連接桿5通過(guò)螺釘固定在一起且旋轉(zhuǎn)反射鏡4與連接桿5之間的夾角為45°，旋轉(zhuǎn)反射鏡4為圓形且旋轉(zhuǎn)反射鏡4與連接桿5的連接處為旋轉(zhuǎn)反射鏡4的圓心，連接桿5穿過(guò)金屬球形腔2與直流電機(jī)6連接，直流電機(jī)6固定在金屬球形腔2的外表面上且直流電機(jī)6可以控制旋轉(zhuǎn)反射鏡4和連接桿5組成的整體在金屬球形腔2的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)反射鏡4和連接桿5組成的整體在金屬球形腔2內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)面與直流電機(jī)6在金屬球形腔2上的安裝切面平行，直流電機(jī)6通過(guò)屏蔽電纜8與接插件7連接。金屬球形腔2是激光負(fù)載主體結(jié)構(gòu)，鑄造鐵為基底材料，球形腔外直徑為470 570，內(nèi)徑為450 550mm，開(kāi)口口徑為18 22mm，金屬球形腔表面圓孔的口徑與金屬球形腔內(nèi)徑的比值為1/25 ;對(duì)內(nèi)表面采用噴砂和噴漆處理，實(shí)現(xiàn)高吸收率，噴砂顆粒直徑為
0.5 2mm，噴漆材料為反射率達(dá)到97%以上的無(wú)光黑漆；旋轉(zhuǎn)反射鏡4接收口直徑為25 50mm，與水平方向傾角45°，旋轉(zhuǎn)速度1° /s,在腔體內(nèi)部形成吸收帶，有效降低瞬間功率密度，延長(zhǎng)激光負(fù)載工作壽命。平面反射鏡使用微晶玻璃材料作為基底，外表面鍍鋁膜和SiO2保護(hù)層。錐形反射鏡3接收口直徑為45 60mm，張角為30 40°。確保激光斜入射時(shí)激光負(fù)載正常工作；在演不驗(yàn)證掃描捕獲試驗(yàn)，激光終端輸出的高功率信標(biāo)光需要在一定的角度范圍之內(nèi)進(jìn)行螺旋掃描，為了避免在掃描過(guò)程中信標(biāo)光束不能完全入射到吸收腔體的情況，設(shè)計(jì)錐形反射式接收結(jié)構(gòu)。反射鏡采用微晶玻璃材料作為基底，外表面鍍鋁膜和SiO2保護(hù)層。反射鏡使用頂絲安裝在鋁質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)件上，機(jī)械結(jié)構(gòu)件與激光負(fù)載球形腔體使用螺栓連接。金屬球形腔2外表面安裝有多個(gè)散熱片9，本發(fā)明中可以采用以50_為間隔安裝散熱片，散熱片尺寸為100mm X 60mm X 5mm,與腔體采用螺釘連接。本發(fā)明的工作原理如圖2所示，激光通信終端發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)一維掃描鏡、離軸非球面反射鏡組，實(shí)現(xiàn)光束等比壓縮，壓縮后的光束經(jīng)過(guò)振動(dòng)模擬器后，在分光鏡I處實(shí)現(xiàn)分束，分光鏡I反射率為10%，透過(guò)率為90%。經(jīng)分光鏡I反射的光束再經(jīng)過(guò)分光鏡II后，送入捕跟監(jiān)測(cè)器(XD。參考光源為待測(cè)終端提供捕跟目標(biāo)光源。經(jīng)分光鏡I透射的光束送 入激光負(fù)載，實(shí)現(xiàn)吸收截止。光束正入射進(jìn)入激光負(fù)載時(shí)，無(wú)需錐形反射鏡反射，直接經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)平面反射鏡折轉(zhuǎn)光路，入射到金屬球形腔內(nèi)表面，形成吸收帶，實(shí)現(xiàn)光功率吸收；光束非正入射進(jìn)入激光負(fù)載時(shí)，斜入射光束經(jīng)過(guò)錐形反射鏡對(duì)此反射，最終全部進(jìn)入金屬球形腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光功率吸收。
權(quán)利要求
1.一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于包括基座(I)、金屬球形腔(2)、錐形反射鏡(3)、旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)、連接桿(5)、直流電機(jī)(6)、接插件(7)、屏蔽電纜(8)和散熱片(9)； 基座(I)與金屬球形腔(2)焊接在一起，金屬球形腔(2)的外表面裝有多個(gè)散熱片(9)且金屬球形腔(2)表面有一圓孔用于接收激光，錐形反射鏡(3)通過(guò)螺栓裝配在金屬球形腔(2)表面的圓孔處，用于增加接收激光的接收口徑； 旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)與連接桿(5)通過(guò)螺釘固定在一起且旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)與連接桿(5)之間的夾角為45°，旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)為圓形且旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)與連接桿(5)的連接處為旋轉(zhuǎn)反射鏡⑷的圓心，連接桿(5)穿過(guò)金屬球形腔⑵與直流電機(jī)(6)連接，直流電機(jī)(6)固定在金屬球形腔(2)的外表面上且直流電機(jī)(6)可以控制旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)和連接桿(5)組成的整體在金屬球形腔(2)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，直流電機(jī)(6)通過(guò)屏蔽電纜(8)與接插件(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)和連接桿(5)組成的整體在金屬球形腔(2)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)面與直流電機(jī)(6)在金屬球形腔(2)上的安裝切面平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于所述金屬球形腔(2)的外徑為470 570mm,內(nèi)徑為450 550mm,表面圓孔的口徑為18 22mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于所述金屬球形腔(2)表面圓孔的口徑與金屬球形腔(2)內(nèi)徑的比值為1/25。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于所述金屬球形腔(2)的內(nèi)表面采用噴砂和噴漆處理，噴砂顆粒直徑為0. 5 2mm，噴漆為反射率大于等于97%的無(wú)光黑漆。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于所述錐形反射鏡⑶接收口直徑為45 60mm，張角為30 40°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)直徑為25 50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，其特征在于旋轉(zhuǎn)反射鏡(4)和連接桿(5)組成的整體在金屬球形腔(2)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度1° /S。
全文摘要
一種用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試的激光負(fù)載，包括基座、金屬球形腔、錐形鏡、旋轉(zhuǎn)反射鏡、連接桿、直流電機(jī)、接插件、散熱片等。其中金屬球形腔以鑄造鐵為基底材料，內(nèi)表面采用噴砂和噴漆處理；錐形反射鏡張角有適當(dāng)?shù)膹埥?；直流電機(jī)控制可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡以1°/s速度旋轉(zhuǎn)，反射鏡表面均鍍鋁膜和保護(hù)層。本發(fā)明可應(yīng)用于激光通信終端室內(nèi)測(cè)試試驗(yàn)時(shí)激光吸收，吸收增益高，結(jié)構(gòu)體積小，使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G02B7/198GK102798961SQ201210219138
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者張文睿, 汪波, 幺周石, 郭海超, 陳二虎 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所