专利名称：激光通信跟踪系统中的精跟踪子系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自由空间激光通信系统中的精跟踪子系统
背景技术：
激光通信的跟踪系统分为粗跟踪系统和精跟踪系统两个子系统，本发明就是激光通信跟踪系统中的精跟踪子系统。现有的激光通信用跟踪系统中的精跟踪子系统是依靠压电陶瓷即PZT来驱动的，如图1所示，该系统是通过二维PZT驱动器9来驱动二维倾斜镜10，二维倾斜镜10将入射激光束8反射到四象限光电探测器11，通过四象限光电探测器11把光信号转换成电信号送给控制系统12，再由控制系统12输出控制信号给二维PZT驱动器9，由二维PZT驱动器9调整二维倾斜镜10的位置，从而实现了对激光源的精跟踪；图1系统的优点是体积小、精度高、响应速度快；缺点是工作范围小，目前的PZT式高精度跟踪系统的最大工作范围为7′，很容易丢失光源，而且成本很高。(参考文献岳冰，杨文淑，傅承毓空间光通信中的快速倾斜镜精跟踪实验系统光电工程第29卷第3期2002年6月)
发明内容
如图2所示，本发明提供的激光通信跟踪系统的精跟踪子系统的构成有1为振镜电机，2为扫描镜，3为扫描镜，4为振镜电机，5为F-θ透镜，6为高帧频相机，7为控制系统。本发明利用振镜电机1、扫描镜2、扫描镜3、振镜电机4构成二维振镜组，替代了图1中的二维PZT驱动器1和二维倾斜镜2来完成在二维空间的位置移动；F-θ透镜5会聚激光束8后成像在高帧频相机6，替代了图1中四象限光电探测器3。其中振镜电机1带动扫描镜2实现在X方向上对激光束8的扫描，振镜电机4带动扫描镜3实现在Y方向上对激光束8的扫描，F-θ透镜5对激光束8进行聚焦产生光斑，高帧频相机6检测聚焦后的光斑位置，控制器7对光斑位置信息进行读取和处理，输出控制信号返回来驱动振镜电机1和振镜电机4继续带动扫描镜2和扫描镜3来工作，从而完成了激光跟踪过程中的精跟踪部分。
有益效果本发明的目的是对现有的精跟踪子系统进行改进，提供一种工作范围大、成本低的精跟踪子系统。其优点在于采用了技术成熟的二维扫描振镜组代替了由二维PZT驱动器1驱动的二维倾斜镜2，二维振镜组再和F-θ透镜5组成新微调机构。本发明的精跟踪子系统在保证跟踪精度和跟踪速度的同时，扩大了跟踪范围，最大跟踪范围可达±5°，而且使成本可以降低到原来的35％--40％。
图1是现有精跟踪系统的结构示意图。9为二维PZT驱动器、10为二维倾斜镜、11为四象限光电探测器、12为控制系统 图2是本发明的精跟踪系统的结构示意图。1为振镜电机，2为扫描镜，3为扫描镜，4为振镜电机，5为F-θ透镜，6为高帧频相机，7为控制系统，8为入射激光束
具体实施例方式 附图2示的结构是本发明的实施例。图中，1为TL-8203振镜电机，2为Φ12扫描镜，3为Φ12扫描镜，4为TL-8203振镜电机，5为焦距30mm的F-θ透镜，6为M60高帧频相机，7为控制系统，8为入射激光束。
系统完成粗跟踪工作后进入到精跟踪系统的激光束，利用振镜电机1、扫描镜2、扫描镜3、振镜电机4构成二维振镜组，完成在二维空间的位置移动，二维振镜组再和F-θ透镜5组成新微调机构，F-θ透镜5会聚激光束后成像在高帧频相机6上，高帧频相机6检测聚焦后的光斑位置，控制器7对光斑位置信息进行读取和处理，输出控制信号返回来驱动振镜电机1和振镜电机4继续带动扫描镜2和扫描镜3来工作，从而完成了激光跟踪过程中的精跟踪部分。
经测试本发明的最大跟踪范围可达±5°，而且使成本可以降低到原来的35％--40％。
权利要求
1.激光通信跟踪系统中的精跟踪子系统其特征在于，其构成有(1)振镜电机，(2)扫描镜，(3)扫描镜，(4)振镜电机，(5)F-θ透镜，(6)高帧频相机，(7)控制系统；其中振镜电机(1)带动扫描镜(2)实现在X方向上对激光束(8)的扫描，振镜电机(4)带动扫描镜(3)实现在Y方向上对激光束(8)的扫描，F-θ透镜(5)对激光束(8)进行聚焦产生光斑，高帧频相机(6)检测聚焦后的光斑位置，控制器(7)对光斑位置信息进行读取和处理，输出控制信号返回来驱动振镜电机(1)和振镜电机(4)继续带动扫描镜(2)和扫描镜(3)来工作，从而完成了激光跟踪过程中的精跟踪部分。
全文摘要
本发明涉及自由空间激光通信系统中的精跟踪子系统，激光通信跟踪系统的精跟踪子系统有1为振镜电机，2为扫描镜，3为扫描镜，4为振镜电机，5为F-θ透镜，6为高帧频相机，7为控制系统。本发明利用振镜电机1、扫描镜2、扫描镜3、振镜电机4构成二维振镜组，完成在二维空间的位置移动，再由二维振镜组和F-θ透镜5组成新微调机构从而使本发明的精跟踪子系统在保证跟踪精度和跟踪速度的同时，扩大了跟踪范围，最大跟踪范围可达±5°，而且使成本可以降低到原来的35％-40％。
文档编号G02B26/10GK101226276SQ200810050288
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者姜会林, 张立中, 李永亮, 孟立新 申请人:长春理工大学