專利名稱：基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè) 量方法。
背景技術(shù)：
為適應(yīng)800nm、 1550nm兩波段光學(xué)系統(tǒng)性能參數(shù)的測(cè)量，測(cè)試系統(tǒng)需要 改變其發(fā)射激光光束波長(zhǎng)。采用模塊化設(shè)計(jì)，針對(duì)不同發(fā)射波長(zhǎng)設(shè)計(jì)不同的發(fā) 射模塊，共用同一發(fā)射天線，是實(shí)現(xiàn)這一功能的有效手段。對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè) 試時(shí)，可通過(guò)更換模塊的方式實(shí)現(xiàn)輸出不同波長(zhǎng)。由于測(cè)試系統(tǒng)對(duì)發(fā)射光束的出射方向要求極高，因此更換不同發(fā)射模塊 時(shí)，要求可對(duì)模塊間出射的同軸度進(jìn)行精確測(cè)量，并以此為基準(zhǔn)對(duì)模塊間的激 光發(fā)射方向進(jìn)行調(diào)整。目前并無(wú)方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，特別是對(duì)于800nm、 1550nm波段，不能使用同一探測(cè)器對(duì)出射光束進(jìn)行探測(cè)，對(duì)發(fā)射模塊間同軸 度測(cè)量帶來(lái)很大困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決不同波段的光束，不能使用同一探測(cè)器對(duì)出射光束進(jìn)行探 測(cè)，更換時(shí)要求可對(duì)模塊間出射的同軸度進(jìn)行精確測(cè)量的問(wèn)題，而提出了一種 基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方法。本發(fā)明的步驟如下步驟一對(duì)800nm波段激光發(fā)射模塊6輸出光成像首先安裝800nm波 段激光發(fā)射模塊6于機(jī)械承載平臺(tái)4上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5發(fā)出激光光束， 激光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管1聚焦，在成像屏3上成點(diǎn)像，帶有顯微鏡頭的 800nm波段CCD探測(cè)器2對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為(Xl，力)；步驟二安裝小孔光闌關(guān)閉激光發(fā)射系統(tǒng)，將顯微鏡頭前的成像屏3 移除，替換具有小孔的遮光板7，再由帶有顯微鏡頭的800nm波段CCD探測(cè) 器2準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄其坐標(biāo)為(x2，》)；步驟三1550mn波段CCD探測(cè)器8定位將帶有顯微鏡頭的800nm波 段CCD探測(cè)器2移除，更換帶有同樣顯微鏡頭的1550nrn波段CCD探測(cè)器8， 由帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器8準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄 其坐標(biāo)為(x3， _y3);步驟四對(duì)1550nm波段激光發(fā)射模塊9輸出光成像安裝1550nm波段 激光發(fā)射模塊9于機(jī)械承載平臺(tái)4上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5發(fā)出激光光束，激 光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管1聚焦，在替換遮光板7的成像屏3上成點(diǎn)像，通過(guò) 帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器8對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為步驟五得出方向角度偏差和俯仰角度偏差800nm波段激光發(fā)射模塊6 和1550nm波段激光發(fā)射模塊9之間沿方位軸方向角度偏差ot、俯仰角度偏差(3 分別為-a=[( a -x2) ■( jc4 -x3)]/P,阿(yi -》)《y4 -力)〗/P 其中F為長(zhǎng)焦平行光管1的焦距。本發(fā)明提出應(yīng)用于高精度光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)中，不同波長(zhǎng)激光發(fā)射模塊間同軸 度的精確測(cè)量的方法。利用長(zhǎng)焦平行光管、不同波段帶顯微鏡頭的CCD探測(cè) 器等器件，基于焦平面成像法可將測(cè)量精度提高到0.5prad以上。
圖l是步驟一中裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是步驟二中裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 是步驟三中裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是步驟四中裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式步驟如下步驟一對(duì)800nm波段激光發(fā)射模塊6輸出光成像首先安裝800nm波 段激光發(fā)射模塊6于機(jī)械承載平臺(tái)4上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5發(fā)出激光光束， 激光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管1聚焦，在成像屏3上成點(diǎn)像，帶有顯微鏡頭的 800nm波段CCD探測(cè)器2對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為(^，力)；步驟二安裝小孔光闌關(guān)閉激光發(fā)射系統(tǒng)，將顯微鏡頭前的成像屏3 移除，替換具有小孔的遮光板7，再由帶有顯微鏡頭的800nm波段CCD探測(cè) 器2準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄其坐標(biāo)為(jc2，》)；步驟三1550nm波段CCD探測(cè)器8定位將帶有顯微鏡頭的800nm波 段CCD探測(cè)器2移除，更換帶有同樣顯微鏡頭的1550nrn波段CCD探測(cè)器8， 由帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器8準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄 其坐標(biāo)為(:c3, y3);步驟四對(duì)1550nm波段激光發(fā)射模塊9輸出光成像安裝1550nm波段 激光發(fā)射模塊9于機(jī)械承載平臺(tái)4上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)5發(fā)出激光光束，激 光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管1聚焦，在替換遮光板7的成像屏3上成點(diǎn)像，通過(guò) 帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器8對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為 (x4，》)；步驟五得出方向角度偏差和俯仰角度偏差800nm波段激光發(fā)射模塊6 和1550nm波段激光發(fā)射模塊9之間沿方位軸方向角度偏差a、俯仰角度偏差p 分別為-a=[( a -x2) ~( xt -13)]肌(3=[(力-》)~(_y4 -力)]/F 其中F為長(zhǎng)焦平行光管1的焦距。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于長(zhǎng)焦平行光 管1的焦距為12m， 口徑為400mm。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于成像屏3采 用半透明屏幕。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于遮光板7采 用針孔濾波器，小孔直徑為0.1mm。其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于800nm波段 CCD探測(cè)器2與1550nrn波段CCD探測(cè)器8上的顯微鏡頭的放大率為1倍。 其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1、基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方法，其特征在于它的步驟如下步驟一對(duì)800nm波段激光發(fā)射模塊(6)輸出光成像首先安裝800nm波段激光發(fā)射模塊(6)于機(jī)械承載平臺(tái)(4)上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)(5)發(fā)出激光光束，激光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管(1)聚焦，在成像屏(3)上成點(diǎn)像，帶有顯微鏡頭的800nm波段CCD探測(cè)器(2)對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為(x1，y1)；步驟二安裝小孔光闌關(guān)閉激光發(fā)射系統(tǒng)，將顯微鏡頭前的成像屏(3)移除，替換具有小孔的遮光板(7)，再由帶有顯微鏡頭的800nm波段CCD探測(cè)器(2)準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄其坐標(biāo)為(x2，y2)；步驟三1550nm波段CCD探測(cè)器(8)定位將帶有顯微鏡頭的800nm波段CCD探測(cè)器(2)移除，更換帶有同樣顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器(8)，由帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器(8)準(zhǔn)確探測(cè)小孔中心位置，記錄其坐標(biāo)為(x3，y3)；步驟四對(duì)1550nm波段激光發(fā)射模塊(9)輸出光成像安裝1550nm波段激光發(fā)射模塊(9)于機(jī)械承載平臺(tái)(4)上，并通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)(5)發(fā)出激光光束，激光光束經(jīng)過(guò)長(zhǎng)焦平行光管(1)聚焦，在替換遮光板(7)的成像屏(3)上成點(diǎn)像，通過(guò)帶有顯微鏡頭的1550nm波段CCD探測(cè)器(8)對(duì)成像點(diǎn)位置進(jìn)行記錄，坐標(biāo)為(x4，y4)；步驟五得出方向角度偏差和俯仰角度偏差800nm波段激光發(fā)射模塊(6)和1550nm波段激光發(fā)射模塊(9)之間沿方位軸方向角度偏差α、俯仰角度偏差β分別為α＝[(x1-x2)-(x4-x3)]/F，β＝[(y1-y2)-(y4-y3)]/F其中F為長(zhǎng)焦平行光管(1)的焦距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方 法，其特征在于長(zhǎng)焦平行光管(l)的焦距為12m， 口徑為400mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方 法，其特征在于成像屏(3)采用半透明屏幕。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方法，其特征在于遮光板(7)采用針孔濾波器，小孔直徑為0.1mm。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方 法，其特征在于800nrn波段CCD探測(cè)器(2)與1550nm波段CCD探測(cè)器(8)上 的顯微鏡頭的放大率為1倍。
全文摘要
基于焦平面成像法的發(fā)射模塊間同軸度測(cè)量方法，本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，它解決了不同波段的光束，不能使用同一探測(cè)器對(duì)出射光束進(jìn)行探測(cè)，更換時(shí)要求可對(duì)模塊間出射的同軸度進(jìn)行精確測(cè)量的問(wèn)題。步驟如下首先對(duì)800nm波段激光發(fā)射模塊輸出光成像光斑坐標(biāo)為(x<sub>1</sub>，y<sub>1</sub>)；其次安裝小孔光闌并記錄小孔中心位置坐標(biāo)為(x<sub>2</sub>，y<sub>2</sub>)；之后1550nm波段CCD探測(cè)器定位，并記錄小孔中心位置坐標(biāo)為(x<sub>3</sub>，y<sub>3</sub>)；接下來(lái)對(duì)1550nm波段激光發(fā)射模塊輸出光成像進(jìn)行坐標(biāo)記錄為(x<sub>4</sub>，y<sub>4</sub>)；最終得出方向角度偏差和俯仰角度偏差分別為α＝[(x<sub>1</sub>-x<sub>2</sub>)-(x<sub>4</sub>-x<sub>3</sub>)]/F，β＝[(y<sub>1</sub>-y<sub>2</sub>)-(y<sub>4</sub>-y<sub>3</sub>)]/F。利用長(zhǎng)焦平行光管、不同波段帶顯微鏡頭的CCD探測(cè)器等器件，基于焦平面成像法可將測(cè)量精度提高到0.5μrad以上。
文檔編號(hào)G01B11/26GK101210805SQ200710144879
公開(kāi)日2008年7月2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, 劉劍峰, 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)