一种光源空间指向检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于激光系统安装集成技术领域，具体而言涉及一种光源空间指向检 测系统。
【背景技术】
[0002] 在大型光学系统安装集成中，集成调试的工作量非常庞大。为了提高集成调试效 率，需在不同功能段开展并行调试作业，这时需要光源组件提供指向精确的可见光轴，开展 光路调试作业。
[0003]在线光路调试对精度要求非常严苛，光源组件在离线装校时需按设计精确调试出 光源指向，其精度通常为微弧度量级，传统的光学测试方法已无法满足测量精度要求，迫切 需要一种高精度的光源指向检测系统，提高在线光路调试精度。 【实用新型内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供了一种光源空间指向检测系统。
[0005]本实用新型提供如下技术方案：
[0006] -种光源空间指向检测系统，包括光源组件，所述光源组件包括光源2'、镜片6'， 光源2 '按发射空间角度入射至镜片6 '，其特征在于:在光源2 '入射方向一侧设置自准直仪 3'、绝对测角仪4'，光源2'反射方向一侧设置有大口径标准镜5'，将光源的反射光沿原光路 返回。
[0007] 进一步，在大口径标准镜5 '与镜片6 '之间架设有小孔7 '及(XD元件8 '，使光源反射 光线的光斑从小孔7 '中心穿过入射至大口径标准镜;通过CCD元件8 '观察，使大口径标准镜 5 '的反射光斑穿过小孔7 '中心。
[0008]进一步，镜片6'法线、自准直仪3'光轴设置于同一水平面上。
[0009]进一步，自准直仪3'光轴相对于大地水平面平行。
[0010]本实用新型的有益效果如下：
[0011] 本实用新型运用大口径标准镜使将光源的入射光线指向间接转换为标准镜法线 指向，并利用自准直仪和绝对测角仪模拟镜片和大口径标准镜法线指向，经过几何光学转 换关系，计算出精确的光源组件空间指向，巧妙地利用现有仪器设备设计了精确的检测手 段，使检测精度达到微弧度量级，具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型光源空间指向检测系统平面图；
[0013]图2是本实用新型光源空间指向检测系统几何光学关系图。
[0014] 图中标号：
[0015] Γ-镜框;2 ' -光源;3 ' -自准直仪;4 ' -绝对测角仪;5 ' -大口径标准镜6 ' -镜片;7 ' -小孔;8'_CCD;
[0016] l-α人;2-βΑ; 3-自准直仪光轴;4-旋转后自准直仪光轴;5-β出;6-α出;7-光源光线在 水平面投影线;8_光源光线;9_标准镜法线；10_β' ； 11_α' ； 12_镜片法线。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018] 实施例1:
[0019]为了清楚的说明本实用新型的光源空间指向检测系统，本实施例按照光源组件空 间指向检测平台示意图1初步搭建好检测平台，一种光源空间指向检测系统，包括光源组 件，所述光源组件包括光源2'、镜片6'，光源2'按发射空间角度入射至镜片6'，其特征在于： 在光源2'入射方向一侧设置自准直仪3'、绝对测角仪4'，光源2'反射方向一侧设置有大口 径标准镜5 '，将光源的反射光沿原光路返回。优选的方案中，在大口径标准镜5 '与镜片6 '之 间架设有小孔7'及CCD元件8'，使光源反射光线的光斑从小孔7'中心穿过入射至大口径标 准镜;通过C⑶元件8 '观察，使大口径标准镜5 '的反射光斑穿过小孔7 '中心。
[0020] 实验系统设备技术指标为：
[0021] 绝对测角仪:测量范围：0°~360°，测量精度：1〃 ；自准直仪测量精度:0.2〃。
[0022] 模拟光源:激光束直径大于1_，发散角小于0.5mrad，角漂小于5yrad。
[0023] 大口径标准镜:反射面形PV值优于λ/2(λ= 632.8nm)。
[0024] 数显水平仪:精度0.001°。
[0025]CCD像素数：2048X2048。
[0026]实际测量数据设计：
[0027]α入为547 · 2〃、β入为44。58' 34〃（对应的β，为135。V26")。
[0028]实验中，其他参数取值：自准直仪旋转前光轴相对于大地水平面夹角为Θ1，旋转后 为θ2，Θ丨=θ2 = 〇°，镜框上表面相对于大地水平面夹角为φ,φ=〇。
[0029]其光路图如图2所示，镜片法线、自准直仪旋转前后光轴出于同一水平面上(或与 大地水准面成固定夹角）。
[0030]光源入射光线在水平面上的投影夹角为α人，该投影与镜片法线夹角为βΑ，同理定 义α出、β出，α'为标准镜法线与自准直仪光轴的夹角，即测得的AngleΥ值;β'为自准直仪旋转 前后光轴夹角，即测得的转台旋转度数；
[0031]式中：
[0032]a入--光源入射光线在水平面上的投影夹角，rad;
[0033]βλ一一光源入射光线在水平面上的投影与镜片法线夹角，rad;
[0034]α出--出射光线在水平面上的投影夹角，rad;
[0035]β出--出射光线在水平面上的投影与镜片法线夹角，rad;
[0036]α'一一标准镜法线与自准直仪光轴的夹角，rad;
[0037] β'一一自准直仪旋转前和旋转后的光轴夹角。
[0038] 本实施例的检测过程如下：
[0039]a)按照光源组件空间指向检测平台示意图1初步搭建好检测平台，打开CCD，待机 时间不小于0.5小时；
[0040]b)按照绝对测角仪使用说明书的要求和步骤连接整个绝对测角仪测试系统；
[0041] c)启动测试软件，完成绝对测角仪上自准直仪的初始化及调较，完成转台的初始 化；
[0042]d)将水平尺放置在光源组件镜框上表面中心位置，调整光源组件姿态，使水平尺 水平；
[0043]e)旋转绝对测角仪上的自准直仪，使之对准光源组件上的镜片，并使镜片在自准 直仪上成十字像，用转台锁紧旋钮对转台锁紧。
[0044]f)将水平尺放置于绝对测角仪上的自准直仪上表面中心位置，调整自准直仪姿 态，使水平尺水平；
[0045]g)用光学角锥贴紧绝对测角仪上的自准直仪镜头，测试软件上出现目标十字像， 将它设置为绝对参考点，拿走光学角锥；
[0046]h)点击连续测量，调整光源组件姿态，使镜片在自准直仪上的十字像的AngleX和AngleY均小于0 · 1〃 ；
[0047]i)依次重复d)和h)，最终使该两个步骤中的状态要求同时能满足；
[0048]j)打开光源，待机时间不小于0.5小时；
[0049]k)架设小孔，使光源的光斑从小孔中心穿过；
[0050] 1)调整大口径标准镜姿态，使光源在标准镜上的反射光沿原光路返回，判断的依 据为通过CCD观察激光光斑穿过小孔中心；
[0051] m)在测试软件选取"全角测量"，点击"转台清零"