快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及平行光源，特別是一種快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源。
【背景技術(shù)】
[0002]大口徑的平行光光源在光學(xué)檢測(cè)、分析以及成像等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展，采用激光光源作為光學(xué)檢測(cè)、光學(xué)分析以及光學(xué)成像系統(tǒng)的測(cè)試光源越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于如何利用激光光源實(shí)現(xiàn)Φ200πιπι以上大口徑標(biāo)準(zhǔn)平行光作為光學(xué)檢測(cè)、分析以及成像等系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)光源的研宄正在成為光學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研宄課題之一。
[0003]在各種光學(xué)測(cè)試中絕大多數(shù)是在利用標(biāo)準(zhǔn)平行光作為基準(zhǔn)光源，而近年來(lái)隨著光學(xué)領(lǐng)域的研宄與應(yīng)用口徑越來(lái)越大，要求被測(cè)試的口徑也越來(lái)越大，隨之而來(lái)的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平行光源的口徑需求也越來(lái)越大。平行光源口徑增大會(huì)帶來(lái)很多新的問(wèn)題，如大口徑自準(zhǔn)直返回成像過(guò)程如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)，光源能量如何提高到適應(yīng)測(cè)試需求以及大口徑測(cè)試過(guò)程如何實(shí)現(xiàn)測(cè)試對(duì)準(zhǔn)等問(wèn)題。由于激光具有單色性、單向性和高能量等特點(diǎn)，使大口徑自準(zhǔn)直平行光源中采用激光作為光源成為了一種趨勢(shì)。但是即使采用了激光光源，大口徑平行光系統(tǒng)仍屬于大口徑弱光系統(tǒng)，如何在大口徑弱光系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)成像，如何實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程的快速對(duì)準(zhǔn)找像還是大口徑自準(zhǔn)直平行光測(cè)試中必須解決的難題。而國(guó)內(nèi)外對(duì)于如何將激光光源、大口徑自準(zhǔn)直成像與快速測(cè)試對(duì)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)適應(yīng)多方面需求，更成為了近年來(lái)研宄者急需解決的大口徑光學(xué)測(cè)試中的關(guān)鍵難題之一，而對(duì)于這方面的研宄卻少見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種適用于大口徑光學(xué)檢測(cè)、分析以及成像等系統(tǒng)中的快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源。該快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源可以使檢測(cè)、測(cè)量以及成像等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)自準(zhǔn)直返回成像，并為之提供光束平行度良好的激光平行光光源，同時(shí)實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程中大視場(chǎng)快速對(duì)準(zhǔn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源，其特點(diǎn)在于由波長(zhǎng)λ = 632.8nm激光擴(kuò)束準(zhǔn)直輸出、大視場(chǎng)自準(zhǔn)直返回成像和大視場(chǎng)快對(duì)準(zhǔn)三部分組成:所述的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直輸出部分包括光源激光器，在光源激光器輸出光方向依次是凸透聚焦物鏡組、分光反射鏡和凸透準(zhǔn)直輸出鏡組，該分光反射鏡與光路成45°放置，在所述的分光反射鏡的反射光方向是所述的凸透準(zhǔn)直輸出鏡組，所述的大視場(chǎng)自準(zhǔn)直返回成像部分包括在自準(zhǔn)直返回信息光經(jīng)所述的分光反射鏡的透射光方向依次是CCD成像鏡頭和CCD，所述的CCD成像鏡頭由沿光路一片凸透鏡和一片凹透鏡組成，自準(zhǔn)直返回信息光最終成像在CCD的靶面上；所述的大視場(chǎng)快對(duì)準(zhǔn)部分由依次的快對(duì)準(zhǔn)可見(jiàn)光激光光源、對(duì)準(zhǔn)反射鏡、快對(duì)準(zhǔn)屏和快對(duì)準(zhǔn)控制箱組成，所述的對(duì)準(zhǔn)反射鏡的插入口和快對(duì)準(zhǔn)屏的插入口位置的連線與所述的凸透準(zhǔn)直鏡組的光軸的垂直投影重合，所述的快對(duì)準(zhǔn)屏與對(duì)準(zhǔn)反射鏡的插入和移出以及快對(duì)準(zhǔn)激光光源的開(kāi)關(guān)受所述的快對(duì)準(zhǔn)控制箱控制，在所述的對(duì)準(zhǔn)控制箱的控制下，當(dāng)所述的對(duì)準(zhǔn)反射鏡和快對(duì)準(zhǔn)屏插入相應(yīng)的插入口后，所述的對(duì)準(zhǔn)反射鏡與所述的凸透準(zhǔn)直鏡組的光軸成45°，所述的快對(duì)準(zhǔn)屏與凸透準(zhǔn)直鏡組的光軸垂直，所述的對(duì)準(zhǔn)反射鏡的中心和快對(duì)準(zhǔn)屏的中心通孔位于所述的凸透準(zhǔn)直鏡組的光軸上，所述的快對(duì)準(zhǔn)可見(jiàn)光激光光源發(fā)出的光束由所述的對(duì)準(zhǔn)反射鏡反射后經(jīng)所述的快對(duì)準(zhǔn)屏的中心通孔輸出。
[0007]所述的凸透準(zhǔn)直鏡組口徑要大于Φ 200mm，
[0008]所述的快對(duì)準(zhǔn)屏的口徑與凸透準(zhǔn)直鏡組的口徑相同。
[0009]凸透準(zhǔn)直鏡組輸出的標(biāo)準(zhǔn)平行光源是口徑放大100倍，能量密度減小10000倍的輸出，在不損傷被測(cè)物體的同時(shí)自準(zhǔn)直返回成像。從被測(cè)物體擺放的初始位置調(diào)節(jié)到使返回光進(jìn)入自準(zhǔn)直成像視場(chǎng)角范圍內(nèi)，通過(guò)插入快對(duì)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？鞂?duì)準(zhǔn)部分由快對(duì)準(zhǔn)可見(jiàn)光激光光源、對(duì)準(zhǔn)反射鏡、快對(duì)準(zhǔn)屏和插入移出控制系統(tǒng)組成?？鞂?duì)準(zhǔn)激光光源采用具有一定準(zhǔn)直性的可見(jiàn)激光，一般采用常見(jiàn)的532nm綠色或635nm紅色可見(jiàn)光源?？鞂?duì)準(zhǔn)激光光源輸出對(duì)準(zhǔn)激光向前達(dá)到對(duì)準(zhǔn)反射鏡折轉(zhuǎn)90°后向前透過(guò)凸透準(zhǔn)直鏡組，在其輸出的標(biāo)準(zhǔn)平行光中間輸出一束快對(duì)準(zhǔn)激光，快對(duì)準(zhǔn)光再向前通過(guò)快對(duì)準(zhǔn)屏中間與快對(duì)準(zhǔn)激光直徑相等的通孔，實(shí)現(xiàn)快對(duì)準(zhǔn)光向被測(cè)物體輸出。其中，調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)反射鏡與快對(duì)準(zhǔn)激光光源相對(duì)位置使輸出的對(duì)準(zhǔn)光束與凸透準(zhǔn)直鏡組光軸重合，調(diào)節(jié)快對(duì)準(zhǔn)屏的位置使其與凸透準(zhǔn)直鏡組光軸垂直，并使快對(duì)準(zhǔn)屏的通孔的中心位于凸透準(zhǔn)直鏡組光軸上?？鞂?duì)準(zhǔn)屏口徑設(shè)置為與凸透準(zhǔn)直鏡組口徑相同，使快對(duì)準(zhǔn)角度實(shí)現(xiàn)±5°以上?？鞂?duì)準(zhǔn)屏與對(duì)準(zhǔn)反射鏡的插入和移出以及快對(duì)準(zhǔn)激光光源的開(kāi)關(guān)同時(shí)受快對(duì)準(zhǔn)控制箱控制實(shí)現(xiàn)相關(guān)動(dòng)作。
[0010]進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)、分析以及成像時(shí)需要快速調(diào)節(jié)被測(cè)物體角度，通過(guò)快對(duì)準(zhǔn)控制箱協(xié)調(diào)控制快對(duì)準(zhǔn)屏、對(duì)準(zhǔn)反射鏡和快對(duì)準(zhǔn)激光光源實(shí)現(xiàn)快對(duì)準(zhǔn)部分插入與移出。具體是:在被測(cè)試物體擺放到初始位置時(shí)，控制快對(duì)準(zhǔn)屏和對(duì)準(zhǔn)反射鏡插入測(cè)試光路，并控制開(kāi)啟快對(duì)準(zhǔn)激光光源。調(diào)節(jié)被測(cè)物體角度使其返回的快對(duì)準(zhǔn)激光進(jìn)入快對(duì)準(zhǔn)屏的中心通孔。然后通過(guò)控制箱控制將快對(duì)準(zhǔn)屏和對(duì)準(zhǔn)反射鏡移出測(cè)試光路并關(guān)閉對(duì)準(zhǔn)激光光源。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)效果:
[0012]本發(fā)明通過(guò)激光擴(kuò)束準(zhǔn)直輸出可向檢測(cè)、測(cè)量以及成像等系統(tǒng)提供發(fā)散角小于
0.0Imrad的激光平行光源，平行光波前RMS值優(yōu)于λ/100。通過(guò)返回成像部分實(shí)現(xiàn)±0.5°大視場(chǎng)無(wú)像差自準(zhǔn)直返回成像。通過(guò)共光路插入快速對(duì)準(zhǔn)部分，可實(shí)現(xiàn)與自準(zhǔn)直返回成像部分共光路全口徑范圍對(duì)準(zhǔn)，快速對(duì)準(zhǔn)角度達(dá)±5°以上。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源的光路示意圖
[0014]圖2為應(yīng)用本發(fā)明快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源實(shí)現(xiàn)快對(duì)準(zhǔn)測(cè)試的實(shí)例
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源最佳實(shí)施例的光路示意圖，由圖可見(jiàn)，本發(fā)明快對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直激光平行光源，由波長(zhǎng)λ = 632.8nm激光擴(kuò)束準(zhǔn)直輸出、大視場(chǎng)自準(zhǔn)直返回成像和大視場(chǎng)快對(duì)準(zhǔn)三部分組成:所述的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直輸出部分包括光源激光器9，在光源激光器9輸出光方向依次是凸透聚焦物鏡組8、分光反射鏡4和凸透準(zhǔn)直輸出鏡組6，該分光反射鏡4與光路成45°放置，在所述的分光反射鏡4的反射光方向是所述的凸透準(zhǔn)直輸出鏡組6，所述的大視場(chǎng)自準(zhǔn)直返回成像部分包括在自準(zhǔn)直返回信息光經(jīng)所述的分光反射鏡4的透射光方向依次是CCD成像鏡頭和CCDl，所述的CCD成像鏡頭由沿光路一片凸透鏡3和一片凹透鏡2組成，自準(zhǔn)直返回信息光最終成像在CXDl的靶面上；所述的大視場(chǎng)快對(duì)準(zhǔn)部分由依次的快對(duì)準(zhǔn)可見(jiàn)光激光光源10、對(duì)準(zhǔn)反射