[发明专利]一种激光光束指向测量装置和方法

说明书

本发明涉及一种激光光束指向测量装置和方法，涉及激光光束指向测量领域。该装置包括：缩束镜组M4、第一分束镜M1、第二分束镜M2、后向反射镜M3和相机系统M5；所述缩束镜组的主光轴、所述第一分束镜M1的中心和第二分束镜M2的中心在一条直线上；通过所述装置去探测和显示入射的激光的光斑，并根据连续光斑的坐标信息，计算光束指向，能够同时计算出角漂和平漂。同时没有使用反射镜，也就避免了因反射镜调节不精确带来的误差；没有使用聚焦透镜，避免了光轴没有对齐以及相机放置位置不能准确位于焦点处带来的误差。

技术领域

本发明涉及激光光束指向测量领域，尤其涉及一种激光光束指向测量装置和方法。

背景技术

在专利201710934170.0《一种激光器光束指向稳定性测量装置》提出了一种测量光束指向角度信息的装置。通过被测光束经过f-theta场镜1和光强调节器2后入射在图像采集单元3的探测面中心附近，图像采集单元3的探测面位于f-theta场镜1的后焦平面上，获得被测激光器发射的激光光斑。然后上位机根据图像采集单元3采集到的图像信息计算激光光束指向稳定性的角度信息。二维平移台5是用来调整相机位置使得相机中心位于和场镜1光轴对齐。入射光束的指向包含了上/下平移、左/右平移、入射角和旋转角等四个维度信息，该专利方案只能测量角漂，不能测量平漂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中测量光束指向角度信息的装置的不足，提供一种激光光束指向测量装置和方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种激光光束指向测量装置，包括：缩束镜组、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜和相机系统；所述缩束镜组的主光轴、所述第一分束镜的中心和第二分束镜的中心在一条直线上；

所述缩束镜组，用于缩小入射激光的光束直径；

所述第一分束镜，用于根据第一预设分束比将入射激光分为两束，其中一束传播到所述相机系统，另一束传播到所述第二分束镜；

所述第二分束镜，用于根据第二预设分束比将入射的激光分为两束，其中一束传播进入所述后向反射镜；

所述后向反射镜，用于将入射的光束反射后传播到所述相机系统中，反射方向与入射方向平行，方向相反，所述入射方向的光束与所述后向反射镜的距离为l3、所述反射方向的光束与所述后向反射镜的距离为l6，l3＝l6；

所述相机系统，用于探测和显示所述入射的激光的光斑；还用于根据连续光斑的坐标信息，计算光束指向。

本发明的有益效果是：通过缩束镜组、第一分束镜、第二分束镜、后向反射镜、相机系统在一起的装置，探测和显示所述入射的激光的光斑，并根据连续光斑的坐标信息，计算光束指向，能够同时计算出角漂和平漂。同时没有使用反射镜，也就避免了因反射镜调节不精确带来的误差；没有使用聚焦透镜，避免了光轴没有对齐以及相机放置位置不能准确位于焦点处带来的误差，也降低了该测量系统的构造难度,使用较少的光学元件，使得该光束指向测量系统的实现难度和测量误差大大降低,只采用一个探测器就能实现四个维度信息的测量，不需要再加图像采集卡，直接连接电脑即可，降低了测量成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述相机系统具体用于接收连续的光斑，所述光斑包括第一光斑和第二光斑，获取所述第一光斑的横坐标x₁和纵坐标y₁，所述第二光斑的横坐标x₂和纵坐标y₂；还具体用于，当入射光束仅存在入射角时，根据x₂和y₂计算入射角；还具体用于，当入射光束仅存在旋转角时，根据x₂和y₂计算旋转角；

还具体用于，当入射光束仅存在Y方向上的平移时，根据y₂计算Y轴平移量；