单透镜近远场基准装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光自动准直，特别是一种单透镜近远场基准装置。
【背景技术】
[0002] 在高功率激光及一般的激光研宄中，激光光束传播方向性好，相应的光学系统往 往只针对某一特定光束传播方向设计。因此，在光学系统设计中，往往设计光束方向控制系 统来实现光束传播方向的控制，特别是在高功率激光系统中，由于光束传播方向控制精度 要求高，系统结构复杂，通常采用高精度计算机自动准直的方法实现整个光学系统的自动 准直。随着高功率激光技术的发展，激光系统规模越来越庞大，迫切需要提高现有光束自动 准直的速度。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提出一种单透镜近远场基准装置，该装置为大规模激光系统的自 动准直基准提供一种理想选择。
[0004] 为实现上述目标，本发明的技术解决方案如下：
[0005] 一种单透镜近远场基准装置，其特点在于：该装置包括沿待准直光束输入方向依 次的主透镜、平行平板和CCD，所述的平行平板位于所述的主透镜的焦点之前，所述的平行 平板的法线方向和所述的CCD的像面法线方向均与所述的主透镜的光轴严格平行，所述的 CCD的像面位于主光束经所述的平行平板二次反射的汇聚点上，所述的CCD的输出端与计 算机的输入端相连。
[0006] 所述的C⑶的中心位于主透镜的光轴上。
[0007] 所述的平行平板具有沿光轴方向的移动导轨。
[0008] 本发明单透镜近远场基准装置的主透镜的主轴确定一条直线，该直线即为装置的 基准。当光束近场图像和远场图像的中心与CCD的中心重合时，表明待准直光束传播方向 已经调节到与装置的基准重合，即实现装置的准直基准功能。
[0009] 光束近场中心的识别只需要通过标记点或光束轮廓就可以获取；光束远场中心位 于近场图像内，由于是光束远场区域叠加了光束近场，故光束远场区域的亮度比光束近场 轮廓区域要高，可以比较方便地识别远场方向。从准直图像中识别出光束的近场中心及远 场中心的位置，根据光学系统特点，计算机解析出待准直光束的传输矩阵。可将其反馈给自 动控制系统，控制系统根据反馈控制信号进行光束传输方向控制，实现自动准直。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明单透镜近远场基准装置的示意图
[0011] 图中：
[0012] 1-主透镜；2-平行平板；3-CQ) ;4_计算机。
[0013] 图2是同时含有近场及远场图像的准直图像不意图
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范 围。
[0015] 图1是本发明单透镜近远场基准装置示意图，由图可见，本发明单透镜近远场基 准装置由主透镜1、平行平板2、CCD3和计算机4构成。图2是待准直光束偏离目标光轴时 的准直图像示意图，近场图样坐标为（xn，yn)，远场图样坐标中心为（xf，yf)。以此为例进行 分析。
[0016] 主透镜1焦距为f，主透镜1到达平行平板2前表面的距离为，平行平板的厚度 为d。当待准直光束与目标方向完全重合时，待准直主光束二次反射汇聚于点02，我们称之 为远场点，〇 2离平行平板的距离为a2;主光束透过平行平板后，在汇聚之前到达(XD像面， (XD感应到一个汇聚之前的光斑，我们称之为近场光斑。
[0017] 根据光传输矩阵，近场光束从主透镜前表面到达CCD的传输矩阵为：
【主权项】
1. 一种单透镜近远场基准装置，其特征在于：该装置包括沿待准直光束输入方向依次 的主透镜（1)、平行平板（2)和CCD (3)，所述的平行平板（2)位于所述的主透镜（1)的焦点 之前，所述的平行平板（2)的法线方向和所述的CCD (3)的像面法线方向均与所述的主透镜 (1)的光轴严格平行，所述的CCD(3)的像面位于主光束经所述的平行平板（2)二次反射的 汇聚点上，所述的CCD(3)的输出端与计算机（4)的输入端相连。
2. 根据权利要求1所述的单透镜近远场基准装置，其特征在于所述的CCD (3)的中屯、位 于主透镜的光轴上。
3. 根据权利要求1所述的单透镜近远场基准装置，其特征在于所述的平行平板具有沿 光轴方向移动导轨。
【专利摘要】一种单透镜近远场基准装置。本发明采用单透镜同时将光束近场和远场成像在CCD上，CCD作为近、远场的共同基准，从一幅图像中既获得自动准直必须的光束的近场，又获得光束的远场，通过一幅图像就可以处理出光束与基准的偏差。与传统分离设计的近远场准直基准相比，光路更加紧凑，通过简化准直光路及减少图像处理数据量，进而提高自动准直速度。该近远场基准装置结构简单，易于实现，可有效提高自动准直图像数据获取和处理速度。
【IPC分类】G02B27-30
【公开号】CN104536149
【申请号】CN201410833519
【发明人】唐顺兴, 朱健强, 朱宝强, 郭亚晶, 惠宏超
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月23日