專利名稱：1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試方法及調試設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試的方法及調試設備。
背景技術：
1.064μm激光測距機的輻射器發(fā)出激光輻射光束，通過發(fā)射天線擴束后出射，激光束照射到目標后產生漫反射，反射光被接收天線聚焦到光電探測器上，經接收電路處理后，計算出目標到本機的距離。
激光輻射器輸出的激光束脈沖的束散角較大，必須經過激光發(fā)射天線進行擴束，壓窄激光束脈沖的束散角，才能提高作用距離。
激光發(fā)射天線的光學系統(tǒng)屬于望遠系統(tǒng)，由物鏡和目鏡組成，工作波長為激光輻射器輸出的激光波長，屬于單色光。激光發(fā)射天線的光學系統(tǒng)設計只是針對激光波長校正像差，而不對可見光進行消色差。
激光發(fā)射天線的調試是將物鏡的焦平面和目鏡的焦平面調重合。
由于1.064μm的波長人眼無法接收，故通常對激光發(fā)射天線進行調試方法和設備基本分為兩種其一，首先利用光學設計軟件，分別計算出激光波長(1.064μm)與可見光(如d光或D光)波長時，激光發(fā)射天線的物鏡的焦距和目鏡的焦距；然后采用常規(guī)的調試方法和通用設備，針對可見光波長，調試激光發(fā)射天線使其物鏡的焦平面和目鏡的焦平面調重合；再根據(jù)激光波長(1.064μm)與可見光波長時激光發(fā)射天線的物鏡的焦距和目鏡的焦距的差值，針對激光波長(1.064μm)進行物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合度修正。
其二，首先利用光學設計軟件，針對激光測距機的激光輻射器輸出的激光波長(1.064μm)與He-Ne激光器輸出的激光波長(0.6328μm)，分別計算出激光發(fā)射天線的物鏡的焦距和目鏡的焦距；然后，采用常規(guī)的調試方法和He-Ne激光器，針對He-Ne激光器的激光波長(0.6328μm)，調試激光發(fā)射天線使其物鏡的焦平面和目鏡的焦平面調重合；再根據(jù)激光測距機的激光波長(1.064μm)與He-Ne激光器的激光波長(0.6328μm)，得出激光發(fā)射天線的物鏡的焦距和目鏡的焦距的差值，針對激光測距機的激光波長進行物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合度修正。
上述兩種方法均是利用其他波長進行調試，再針對激光測距機的激光波長(1.064μm)進行修正。由于激光發(fā)射天線在光學系統(tǒng)設計時，只是針對激光波長進行像差校正，在可見光(如d光或D光)波長或He-Ne激光器的激光波長(0.6328μm)成像質量較差。因此用可見光波長或0.6328μm波長調試激光發(fā)射天線時，其物鏡焦平面與目鏡焦平面的最佳重合位置不易判讀，這就不可避免地帶來調試誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種調試精度高，并且能夠直接、準確地進行判讀的1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試的方法及調試設備。
本發(fā)明的技術解決方案如下。
1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試的方法a)將激光發(fā)射天線[5]安裝并固定在設備產品安裝支架[6]上；b)開啟圖像處理系統(tǒng)[12]電源，運行激光發(fā)射天線調試臺測量軟件；c)開啟單色光源[1]的電源，根據(jù)激光發(fā)射天線[5]的口徑，在CCD前置鏡[11]入瞳處加入相應的光闌[10]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]成像在CCD攝像機上；d)調整發(fā)射天線[5]的物鏡和目鏡的間隔，在圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器上觀察分劃板的圖像，使其焦點重合時，圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器顯示清晰的分劃板圖像；e)在激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]之間加入五棱鏡[7]，CCD前置鏡[15]的入瞳處加入相應的光闌[16]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]、五棱鏡[7]和CCD前置鏡[15]成像在CCD攝像機上，CCD攝像機輸出視頻信號到圖像處理系統(tǒng)[12]進行處理；f)橫向平移五棱鏡[7]，測試平行光管[2]分劃板在CCD前置鏡[15]上所成的圖像的中心在水平方向的變化量；g)將五棱鏡[7]從光路中退出，測量激光發(fā)射天線[5]的放大倍率，在平行光管[2]的焦平面處放置玻羅板，用圖像處理系統(tǒng)測量[12]出經過發(fā)射天線[5]成像的指定線對寬度；
h)退出激光發(fā)射天線[5]，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出不經過發(fā)射天線[5]成像的同一線對寬度；計算出發(fā)射天線的放大倍率；i)完成產品調試和測試后，退出激光發(fā)射天線調試臺測量軟件，關閉圖像處理系統(tǒng)[12]的電源和單色光源[1]的電源；調試設備主要由單色光源[1]、工作波長為1.064μm的平行光管[2]、兩個工作波長為1.064μm的CCD前置鏡[11]、[15]、圖像處理系統(tǒng)[12]、五棱鏡[7]及調整裝置[8]、支架[6]、直線導軌[3]、[14]及滑塊[4]、[9]、[13]、光闌[10]、[17]、平臺[17]組成，平行光管[2]固定在平臺[17]上；激光發(fā)射天線[5]固定在支架[6]上，支架[6]通過滑塊[4]安裝在直線導軌[3]上；五棱鏡[7]固定在調整裝置[8]上，調整裝置8通過滑塊[9]安裝在直線導軌[14]上，直線導軌[14]通過滑塊[13]安裝在直線導軌[3]上；CCD前置鏡[11]安裝在直線導軌[3]上；直線導軌[3]固定在平臺[17]上；平行光管[2]的光軸、發(fā)射天線[5]的光軸與CCD前置鏡[10]的光軸同軸；CCD前置鏡[15]固定在平臺[17]上，其光軸與平行光管[2]的光軸垂直并且高度一致。
本發(fā)明的優(yōu)點效果利用激光發(fā)射天線的光學系統(tǒng)屬于望遠系統(tǒng)的性質，即針對激光測距機發(fā)射天線的工作波長(1.064μm)，平行光從發(fā)射天線的目鏡入射，調試激光發(fā)射天線的物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合度，當物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合時，從發(fā)射天線的物鏡出射的光束亦為平行光。
使用與激光測距機的激光波長相同的連續(xù)光源(1.064μm)照明分劃板，以及工作波長為1.064μm的平行光管出射的平行光作為基準光源，經過激光發(fā)射天線的光學系統(tǒng)，用工作波長同樣為1.064μm的CCD前置鏡接收分劃板的像。亦即將工作波長為1.064μm的平行光管倒置使用，利用接收光譜范圍截止到1.1μm的CCD攝像機攝取1.064μm波長的分劃板的像，并用監(jiān)視器來顯示分劃板的像，以替代常規(guī)的目視觀察。調試發(fā)射天線的物鏡的焦平面和目鏡的焦平面，判斷監(jiān)視器上分劃板的像直至清晰，從而完成激光發(fā)射天線的調試。
本發(fā)明的1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試方法及設備可以直接、快速、準確的完成1.064μm激光測距機發(fā)射天線的調試，提高了1.064μm激光測距機發(fā)射天線的調試精度，進而充分壓窄了激光束脈沖的束散角，保證了激光測距機的作用距離。


圖1為本發(fā)明的主視結構示意圖；圖2為圖1的A向視圖；圖3為圖1的俯視圖。
具體實施例方式1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試的方法a)將激光發(fā)射天線[5]安裝并固定在設備產品安裝支架[6]上；b)開啟圖像處理系統(tǒng)[12]電源，運行激光發(fā)射天線調試臺測量軟件；c)開啟單色光源[1]的電源，根據(jù)激光發(fā)射天線[5]口徑，CCD前置鏡[11]入瞳處加入相應的光闌[10]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]成像在CCD攝像機上；d)調整發(fā)射天線[5]的物鏡和目鏡的間隔，在圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器上觀察分劃板的圖像，使其焦點重合時，圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器顯示清晰的分劃板圖像；e)在激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]之間加入五棱鏡[7]，CCD前置鏡[15]入瞳處加入相應的光闌[16]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]、五棱鏡[7]和CCD前置鏡[15]成像在CCD攝像機上，CCD攝像機輸出視頻信號到圖像處理系統(tǒng)[12]進行處理；f)橫向平移五棱鏡[7]，測試平行光管[2]分劃板在CCD前置鏡[15]上所成的圖像的中心在水平方向的變化量；g)將五棱鏡[7]從光路中退出，測量激光發(fā)射天線[5]的放大倍率，在平行光管[2]的焦平面處放置玻羅板，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出經過發(fā)射天線[5]在CCD前置鏡[15]上所成的像的指定線對寬度；h)退出激光發(fā)射天線[5]，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出不經過發(fā)射天線[5]在CCD前置鏡[15]上所成的像的同一線對寬度；計算出發(fā)射天線的放大倍率；i)完成產品調試和測試后，退出激光發(fā)射天線調試臺測量軟件，關閉圖像處理系統(tǒng)[12]的電源和單色光源[1]的電源。
調試設備主要由單色光源[1]、工作波長為1.064μm的平行光管[2]、兩個工作波長為1.064μm的CCD前置鏡[11]和[15]、圖像處理系統(tǒng)[12]、五棱鏡[7]及調整裝置[8]、支架[6]、直線導軌[3]和[14]、滑塊[4]、[9]和[13]、光闌[10]和[16]、平臺[17]組成。單色光源[1]照明平行光管[2]，平行光管[2]固定在平臺[17]上；激光發(fā)射天線[5]固定在支架[6]上，支架[6]通過滑塊[4]安裝在直線導軌[3]上；五棱鏡[7]固定在調整裝置[8]上，調整裝置8通過滑塊[9]安裝在直線導軌[14]上，直線導軌[14]通過滑塊[13]安裝在直線導軌[3]上；CCD前置鏡[10]安裝在直線導軌[3]上；直線導軌[3]固定在平臺[17]上；平行光管[2]的光軸、發(fā)射天線[5]的光軸與CCD前置鏡[10]的光軸同軸；CCD前置鏡[15]固定在花崗巖平臺[17]上，其光軸與平行光管[2]的光軸垂直并且高度一致。
五棱鏡[7]可以在直線導軌[14]上平移，能夠切入和退出光路，五棱鏡[7]的光軸與平行光管[2]的光軸平行并且高度一致。
CCD前置鏡[15]固定在平臺[17]上，其光軸與平行光管[2]的光軸垂直并且高度一致；當五棱鏡[7]切入光路中心時，平行光管[2]的光軸經由五棱鏡[7]折轉與CCD前置鏡[15]的光軸重合。
CCD前置鏡[10]和[15]的CCD攝像機輸出視頻信號，由圖象處理系統(tǒng)[12]采集視頻圖像并進行處理。
通過更換不同的產品安裝支架[6]，可以對不同課題或型號的激光發(fā)射天線[5]進行調試和檢測。也可以對多級發(fā)射天線組進行測試。
平行光管[2]的準直物鏡與CCD前置鏡[11]和[15]的匯聚物鏡完全相同。
平行光管[2]上的單色光源[1]由普通照明光源、準直鏡、窄帶濾光片組成。普通照明光源經準直鏡準直，通過透射峰值波長為1.064μm的窄帶濾光片變?yōu)闇蕟紊?，照明分劃板，經平行光管[2]的準直物鏡準直后出射1.064μm平行光。
實施例測試件設計參數(shù)工作波長1.064μm；倍率8×；
入射口徑Φ5.5；出射口徑Φ44；光學質量平行差≤0.05mrad。
1.064μm激光測距機8×發(fā)射天線調試的方法a)將8×激光發(fā)射天線[5]安裝并固定在設備產品安裝支架[6]上；b)開啟圖像處理系統(tǒng)[12]電源，運行激光發(fā)射天線調試臺測量軟件；c)開啟單色光源[1]的電源，根據(jù)激光發(fā)射天線[5]的口徑，在CCD前置鏡[11]的入瞳處加入相應的光闌[10]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]成像在CCD攝像機上；d)調整發(fā)射天線[5]的物鏡和目鏡的間隔，在圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器上觀察分劃板的圖像，使其焦點重合時，圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器顯示清晰的分劃板圖像；e)在激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]之間加入五棱鏡，在在CCD前置鏡[15]的入瞳處加入相應的光闌[16]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]、五棱鏡[7]和CCD前置鏡[15]成像在CCD攝像機上，CCD攝像機輸出視頻信號到圖像處理系統(tǒng)[12]進行處理；f)橫向平移五棱鏡[7]，測試平行光管[2]分劃板在CCD前置鏡[15]上所成的圖像的中心在水平方向的變化量。結果為平行差≤0.04mrad；g)將五棱鏡[7]從光路中退出，測量激光發(fā)射天線[5]的放大倍率，在平行光管[2]的焦平面處放置玻羅板，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出經過發(fā)射天線[5]成像的指定線對寬度。結果為4.00mm；h)退出激光發(fā)射天線[5]，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出不經過發(fā)射天線[5]成像的同一線對寬度。結果為0.51mm；計算出發(fā)射天線的放大倍率，約為7.8×；i)完成產品調試和測試后，退出激光發(fā)射天線調試臺測量軟件，關閉圖像處理系統(tǒng)[12]的電源和單色光源[1]的電源。
權利要求
1.一種1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試方法，其特征是a)將激光發(fā)射天線[5]安裝并固定在1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試設備的產品安裝支架[6]上；b)開啟圖像處理系統(tǒng)[12]的電源，運行激光發(fā)射天線調試臺測量軟件；c)開啟單色光源[1]的電源，根據(jù)激光發(fā)射天線[5]口徑，在CCD前置鏡[11]的入瞳處加入相應的光闌[10]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[11]成像在CCD攝像機上；d)調整發(fā)射天線[5]的物鏡和目鏡的間隔，在圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器上觀察分劃板的圖像，使其焦點重合時，圖像處理系統(tǒng)[12]的顯示器顯示清晰的分劃板圖像；e)在激光發(fā)射天線[5]和CCD前置鏡[10]之間加入五棱鏡[5]，在CCD前置鏡[15]的入瞳處加入相應的光闌[16]，平行光管[2]出射平行光，經激光發(fā)射天線[5]、五棱鏡[7]和CCD前置鏡[15]成像在CCD攝像機上，CCD攝像機輸出視頻信號到圖像處理系統(tǒng)[12]進行處理；f)橫向平移五棱鏡[7]，測試平行光管[2]分劃板在CCD前置鏡[15]上所成的圖像的中心在水平方向的變化量；g)將五棱鏡[7]從光路中退出，測量激光發(fā)射天線[5]的放大倍率。在平行光管[2]的焦平面處放置玻羅板，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出經過發(fā)射天線[5]的成像的指定線對寬度；h)退出激光發(fā)射天線[5]，用圖像處理系統(tǒng)[12]測量出不經過發(fā)射天線[5]成像的同一線對寬度。計算出發(fā)射天線的放大倍率；i)完成產品調試和測試后，退出激光發(fā)射天線調試臺測量軟件，關閉圖像處理系統(tǒng)[12]的電源和單色光源[1]的電源。
2.一種實現(xiàn)權利要求1所述1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試方法的調試設備，其特征是調試設備主要由單色光源[1]、工作波長為1.064μm的平行光管[2]、兩個工作波長為1.064μm的CCD前置鏡[11]、[15]、圖像處理系統(tǒng)[12]、五棱鏡[7]及調整裝置[8]、支架[6]、直線導軌[3]、[14]及滑塊[4]、[9]、[13]、光闌[10]和[16]、平臺[17]組成。單色光源[1]安裝在平行光管[2]上，平行光管[2]固定在平臺[17]上；激光發(fā)射天線[5]固定在支架[6]上，支架[6]通過滑塊[4]安裝在直線導軌[3]上；五棱鏡[7]固定在調整裝置[8]上，調整裝置[]8通過滑塊[9]安裝在直線導軌[14]上，直線導軌[14]通過滑塊[13]安裝在直線導軌[3]上；CCD前置鏡[10]安裝在直線導軌[3]上；直線導軌[3]固定在平臺[17]上；平行光管[2]的光軸、發(fā)射天線[5]的光軸與CCD前置鏡[10]的光軸同軸；CCD前置鏡[15]固定在平臺[17]上，其光軸與平行光管[2]的光軸垂直并且高度一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于1.064μm激光測距機發(fā)射天線調試的方法及調試設備。本發(fā)明利用激光發(fā)射天線的光學系統(tǒng)屬于望遠系統(tǒng)的性質，即針對激光測距機發(fā)射天線的工作波長(1.064μm)，平行光從發(fā)射天線的目鏡入射，調試激光發(fā)射天線的物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合度，當物鏡的焦平面和目鏡的焦平面的重合時，從發(fā)射天線的物鏡出射的光束亦為平行光。
文檔編號G01S17/08GK101086530SQ20071012358
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月4日 優(yōu)先權日2007年7月4日
發(fā)明者張宏斌 申請人:中國航空工業(yè)第一集團公司第六一三研究所