专利名称：T3模块架构的制作方法
T3模块架构
背景技术：
万向节是允许围绕单轴线旋转的枢转支撑。两个万向节构成的组形成双轴线系统，其中一个万向节借助于正交枢轴安装在另ー个上。双轴线系统时常被用于指向较大领域方面的范围。例如，万向节设备，例如天文望远镜或者军舰上的大型炮架筒，均可并入双轴线万向节系统。双轴线万向节系统被用于改变望远镜或者筒的方向，方位万向节旋转至绕水平轴线指向(从ー侧到另ー侧)，同时仰角万向节自水平轴线竖直旋转(上和下)。就这点而言，能够将望远镜或者筒指向被安置在任何位置的目标。并入单轴线或者双轴线万向节系统的装置和设备的加强部分是期望的。通过ー个例子的方式，期望地是向望远镜或者大型炮架添加光学系统，以用于接收和/或传输光。加强部分可作为万向节上的组件或者是万向节外的组件被装入。关于万向节上的组件，万向节系统通常经设计，当其铰接被设计用于支撑的有效负荷时，用于进行最优操作。当添加增强部分时，例如万向节上的光学系统，则有效负荷的质量特性发生变化，这通常影响万向节系统的动态性能。在光学系统的设计中，流行的设计包括所谓的“Coud6路径”或者有时被称为“Coude光学”，这涉及沿着向外定向的配置将射入光或者射入射束定向至静止位置。进ー步地，Coud6光学通常沿万向节轴线的旋转轴线定向光线或者射束，从而避免围绕万向节支枢的射束路径下垂。包括光学系统的万向节上的组件通常并入Coud6路径设计。关于这些考虑和其他，呈现在此做出的本公开。
发明内容
应明白，该提供上述概要是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中进ー步说明。该概要并不意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，也不是要使用该概要限制所要求保护的主题的范围。另外，所述的主题事项不被限制于解决在本发明中任何部分指出的任何或者所有不利的实施方式。本公开实施例包括射束定向器。ー个实施例是包含光学传感器套件的射束定向器，其接近并且操作地耦合至光学望远镜。光学望远镜包括带有用于限定光学望远镜的纵向轴线的光学望远镜筒。光学望远镜筒包括进入直通孔径和离开直通孔径，并且每个直通孔径位于基本上垂直于纵向轴线的光学望远镜筒上。每个直通孔径经安置允许射入激光束进入、横向穿过以及离开光学望远镜筒。包含第一镜和第二镜的光学模块接近光学望远镜筒，并且被操作地耦合成当射入激光束离开光学望远镜筒吋，将其定向至光学套件。射束定向器的组件，也就是，光学望远镜筒、光学模块以及光学传感器通信地连接或者操作地耦合成以便激光束可在这些组件之间被引导和传输。本发明的附加实施例包括光学系统。一个实施例是用于引导至少一个电磁能束的光学系统。在此，本系统包含具有第一和第二末端以及用于限定望远镜的纵向轴线的望远镜筒。望远镜筒包括安置在望远镜筒上的直通孔径，其基本垂直于纵向轴线并且经配置允许第一波长的电磁能束沿着第二轴线进入望远镜筒、横向穿过望远镜筒并且离开望远镜筒。本系统还包括包含第一镜的光学模块，该第一镜接近直通孔径并且经配置从第二轴线向第三轴线反射电磁能束。光学模块还包括第二镜，其接近第一镜并且第二镜经配置从第三轴线向第四轴线反射电磁能束。光学模块经操作地耦合至望远镜筒以及光学系统的另一个元件，也就是光学传感器。光学传感器接近第二镜，并且经配置从第四轴线并且沿纵向轴线通过望远镜筒末端接收和定向电磁能束。光学系统的这些组件，包含通信地连接或者操作地耦合的望远镜筒、光学模块以及光学传感器，，以便电磁能束可在这些组件之间被引导和传输。本发明的又一个实施例为用于引导电磁能束的方法。一个引导射束/束(beam)的方法包含提供具有第一和第二末端以及限定光学望远镜的纵向轴线的光学望远镜筒。光学望远镜筒经配置从第一末端并且沿纵向轴线通过光学望远镜筒定向电磁能束。光学望远镜筒包括至少ー个直通孔径，其基本垂直于纵向轴线并且经配置允许电磁能束沿第二轴线横向穿过光学望远镜筒。本方法还包括提供光学模块，其包含接近直通孔径的第一镜和第ニ镜，以及将第一波长的第一电磁能束定向至孔径内、横向穿过光学望远镜筒并且然后到达第一镜。在该方法中的进ー步操作包括将第一电磁能束沿着第二轴线从第一镜引导至第ニ镜，以及沿着第三轴线从第二镜引导至光学传感器。另外，该方法包括将来自光学传感器 的第一电磁能束沿着纵向轴线定向至光学望远镜筒。为了执行该方法，光学望远镜筒、光学模块以及光学传感器通信地连接或者操作地耦合，以便射束可在这些模块之间被引导和传输。根据本发明的方面，提供射束定向器，其包含光学传感器套件；光学望远镜筒，其包括纵向轴线并且限定光学望远镜，其中光学望远镜接近光学传感器套件安置并且操作地耦合至光学传感器套件；进入直通孔径和离开直通孔径，其均被定位成基本垂直于纵向轴线在光学望远镜筒上，其允许射入激光束进入、横向穿过以及离开光学望远镜筒；以及光学模块，其包含第一镜和第二镜，其经配置将离开光学望远镜筒的射入激光束定向至光学套件。有利地，光学套件包括射束扩展器，其接收来自第二镜的射入激光束，并且沿纵向轴线通过光学望远镜筒发出被扩展的激光束。优选地，射束定向器还包含射束定向器仰角电动机，其围绕仰角轴线平移射束定向器；以及射束定向器方位电动机，其围绕方位轴线平移射束定向器。有利地，相对于射束定向器，第一镜被铰链且校正射入激光束的平移、翘起或者倾斜之一，并且在方位轴线上第二镜被铰链且校正射入激光束的平移、倾斜或者翘起之一。根据本发明的又一方面，提供用于引导电磁能束的光学系统，其包含具有第一和第二末端以及限定望远镜的纵向轴线的望远镜筒；位于望远镜筒上的至少ー个直通孔径，其经配置允许第一电磁能束沿第二轴线进入望远镜筒、横向穿过望远镜筒移动以及离开望远镜筒；第一镜，其接近直通孔径，并且经配置自第二轴线向第三轴线反射第一电磁能束；第二镜，其接近第一镜，并且第二镜经配置自第三轴线向第四轴线反射第一电磁能束；以及光学传感器，其接近第二镜，所述光学传感器经配置自第四轴线并且沿纵向轴线通过望远镜筒末端接收和定向第一电磁能束。有利地，光学传感器包含射束扩展器，其发出第二电磁能束使其沿纵向轴线通过望远镜筒。
有利地，第一镜被铰链成校正第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜之一。有利地，第二镜被铰链成校正第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜之一。有利地，光学系统还包含附着至望远镜筒的万向架，其围绕仰角轴线或者方位轴线之一平移望远镜筒。根据本发明又一方面，提供用于引导电磁能束的方法，其包含提供光学望远镜筒，其包含第一末端、第二末端以及限定光学望远镜的纵向轴线；以及位于光学望远镜筒上的至少ー个直通孔径，其经配置允许第一电磁能束沿第二轴线横向穿过光学望远镜筒；提供光学模块，其包含接近孔径的第一镜和第二镜；将第一波长的第一电磁能束定向至孔径内、横向穿过光学望远镜筒然后到达第一镜；将第一波长的第一电磁能束沿第二轴线从第一镜引导至第二镜；将第一波长的第一电磁能束沿第三轴线从第二镜引导至光学传感器；以及将第一波长的第一电磁能束从光学传感器沿纵向轴线定向至光学望远镜筒。有利地，本方法还包含提供射束扩展器。优选地，本方法还包含通过光学望远镜传输第二波长的第二电磁能束。有利地，本方法还包含铰接第一镜，并且铰接第二镜。优选地，本方法还包含校正第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜中的至少ー个。有利地，本方法还包含提供围绕仰角轴线平移光学望远镜筒的仰角电动机以及围绕方位轴线平移光学望远镜筒的方位电动机。有利地，本方法还包含将光学望远镜筒安装至万向节系统。应明白，上述主题事项可作为设备、过程、电气和机械系统或者作为制品被实施。在本发明不同实施例中能够单独实现或者在其他实施例中可组合实现已被讨论的特征、功能和优势，參考下列
将明白本发明的进ー步细节。
图1示出现有的万向节系统，其具有包括示例性T3模块的侧装装置。图2示出图1所示侧装装置内的光束的光学示意图。图3示出现有的万向节系统，其具有包括T3模块的替代性示例性侧装装置。图4示出在示例性T3模块内的光束路径的光学示意图。图5A和图5B示出对比了沿Coud6路径定向的光束和沿T3模块路径定向的光束的光学不意图。图6示出涉及装配和使用示例性T3模块的示例性方法的流程图。
具体实施例方式一般来说，下列具体实施方式
涉及使用改进的光学架构的设备、系统和方法。本文描述的ー个被改进的光学架构的应用包括，向万向节系统以使万向节系统上的操作负担减至最小的方式添加万向节上的组件。本文教导的实施例涉及下列万向节上的组件，其围绕ー个或者更多独立于万向节系统的轴铰接。本文教导的实施例还涉及下列万向节上的组件，其通信地连接或者操作地耦合至万向节系统，以便万向节上的组件可以不同的形式从万向节系统接收光。光包括但不限制于信号、光束、激光束、电磁能束、高能束、其组合等等。正如在此使用的，术语，无论是单数或者是复数，其包括单词“信号”或者“射束”或者“光”可被扩展以及互換使用，并且这些术语包括任何波长范围内的任何电磁辐射形式，其包括红外线的、可见的、紫外线的、高能的、同成分、其组合等等。现在转向图1，示出被安装至现有的双轴线万向节系统的示例性T3模块系统(T3MS)100。为了当前图解和教导的目的，并非约束或者限制，所示T3MS 100是被侧装至大型炮架104的射束定向器102的形式。大型炮架104是现有的双轴线万向节系统的例子，包括T3MS100的装置可以安装于此。通过进ー步图解的方式，并非限制，本发明可适用的单轴线和双轴线万向节系统的附加例子包括天文装备、武器系统、雷达系统、电信装备、军事装备、其组合等等。因此，应理解本发明不被限制于安装至军事装备或者是现有的双轴线万向节系统的T3MS 100，但是本发明教导能够被应用至包括万向架或者万向节系统的任何装置或者系统的设计或者构造。另外，本发明实施例还能够被应用至不包括万向架或者万向节系统的装置或者系统。大型炮架104是包括炮架方位轴线106和炮架仰角轴线108的万向节系统。在此示出的射束定向器102包括被安装至大型炮架104的射束定向器仰角电动机110，其围绕射束定向器仰角轴线112旋转射束定向器102。在此作为具有第一波长且被定向至射束定向器102的射入激光束116被示出的射入信号可以是系统的组件或者可以从系统发出，该系统例如但不限制于跟踪系统、定向系统、数据系统、转向系统、控制系统、通信系统、其组合
坐坐寸寸o在所示实施例中，位于远距离的激光装置(未示出)沿着平行于炮架方位轴线106的路径发出射入激光束116。在所示实施例中，炮架方位轴线106与射束定向器仰角轴线112和炮架仰角轴线108均相交。射入激光束116被定向至转折镜118，然后被正交地再定向成沿射束定向器仰角轴线112至射束定向器102。转折镜118在方向角上随大型炮架104旋转。所示配置是维持射入激光束116指向射束定向器102而不管大型炮架104和射束定向器102的方位和仰角取向(即，不管万向节系统和万向节上的组件的方位和仰角取向)的一个实施例。在可替代实施例中，射入信号，例如射入光束或者射入激光束116，可沿着适合于相应万向节系统的替代路线被定向至T3MS 100。在本文中使用的术语“射入”和“射出”只是用于教导和描述的目的的方向性，并非限制或者约束。同样地，如在此使用的，术语“镜”，无论是单数或者复数，经扩展用于包括将光束从ー个轴线定向成另ー个轴线的反射表面，以及实现类似功能的其他装置，例如但不限制于射束分离器、棱镜、回溯镜(retix))、其组合等等。典型的万向节系统经设计，当其铰接其最初被设计用来支撑的有效负荷时操作最优。但是期望地是将万向节上增强部分或者附属部分添加至现有的万向节系统，并且其不可能或者不期望地是在中心安装该万向节上增强部分或者附属部分。例如，期望地是在提升大型炮架104的激光束能力的同时，维持主炮的功能性。因此，期望地是向万向节系统(例如大型炮架104)侧装万向节上组件(例如射束定向器102)。当万向节上组件侧装至万向节系统时，例如所示的射束定向器102被侧装至所示的大型炮架104，则有效负荷的质量特性发生变化，并且万向架的动态性能将受到不利影响。更具体地，射束定向器102的増加有效负荷重量可降低大型炮架104的加速能力，并且将造成由万向架支撑的负荷的静态和/或动态不平衡。如下列进ー步细节中解释的，相对于万向架的从动轴，T3MS 100能够使有效负荷变化对万向架性能的影响减至最小。
现在參考图2，示出侧装的射束定向器102，其包括具有T3模块200形式的示例性光学模块。在此，射束定向器102被示为从图1所示取向旋转九十度，以便更加清晰地示出射入激光束116的路径。射束定向器102包括射束定向器外壳202。在射束定向器外壳202内，设置光学传感器套件204和光学望远镜206。所不光学传感器套件204包括含有基本元件和辅助元件(未示出)的射束扩展器。正如将被理解的，射束扩展器基本元件可以是具有凹形面的反射表面，辅助元件可以是具有凸形面的反射表面。替代性实施例包括采用透镜而不是反射表面的射束扩展器。因此，本发明的各种实施例包括包含全反射射束扩展器或者非反射射束扩展器的射束扩展器。所不光学望远镜206包含光学望远镜筒208。光学望远镜筒208是由大体圆柱体限定的，其具有纵向轴线。光学望远镜筒208的主体包括进入直通孔径210A和离开直通孔径210B。直通孔径210A、210B共同允许所示的射入激光束116进入、横向穿过以及离开光学望远镜206。在替代性实施例中，位于光学望远镜筒208上的单个直通孔径，例如但不限制于细长槽或者缺ロ，可允许射入激光束116垂直或者切向地通过光学望远镜206 —侧的一部分。T3模块200包括第一镜212和第二镜214。图中还示出射出激光束216，如通过光学传感器套件204所扩展的。图2还示出示例性结构和光学路径，由此，射入激光束116从大型炮架104上的入射点被引导，然后通过光学望远镜206出去。更为具体地，从大型炮架104上的入射点进入且然后顺着平行于射束定向器仰角轴线112的光学路径，射入激光束116被引导穿过环形的射束定向器仰角电动机110。继续相同的光学路径，射入激光束116被引导通过进入直通孔径210A并且进入光学望远镜筒208内。继续相同的光学路径，射入激光束116横过光学望远镜筒208的直径，并且被定向成通过离开直通孔径210以离开光学望远镜206。在替代性实施例中，射入激光束116横穿比直径长度要小的一部分光学望远镜筒208。离开光学望远镜筒208后，射入射束116进入T3模块200，在此射入射束116瞄准第一镜212，且从第一镜212反射。在所不实施例中,第一镜212为快速转向镜(FSM)。第一镜212用于自动实时地校正在光学路径上的偏移，例如平移、翘起和傾斜。在那些仅有射束定向器仰角电动机110的实施例中，第二镜214是简单的转动平面镜。自第一镜212反射的射入激光束116瞄准第二镜214，并且自第二镜214反射。自第二镜214，射入激光束116被定向至光学传感器套件204内。光学传感器套件204将射入激光束116定向至光学望远镜206的第一末端，在此扩展射出激光束216。具有第二波长的射出激光束216被引导纵向通过并且在第二末端离开光学望远镜筒208。在替代性实施例中，激光束116、216具有相同的波长。參考图1和图3，在射束定向器102作为大型炮架104的万向节上的组件的例子中，需要定向大炮的准确度和精确性比需要定向激光束的要求要小。炮方位电动机(未示出)可能不能提供足够的指向性能，来保持较小的激光被瞄准到离射束定向器102千米之外的目标上。在这样的实施例中，射束定向器方位电动机302可被添加至射束定向器102。围绕射束定向器方位轴线304旋转的射束定向器方位电动机302仅需要提供较少的移动度数。射束定向器方位电动机302与射束定向器仰角电动机110共同提供被改进的指向。现在转向图3和图4，示出具有射束定向器仰角电动机110和上述T3模块200的侧装射束定向器102，其还具有射束定向器方位电动机302。射束定向器方位电动机302围绕射束定向器的方位轴线304旋转。当射束定向器102围绕射束定向器方位轴线304旋转时，射入激光束116保持固定状态。射束定向器102的方位旋转造成射入激光束116以不同角度自第ー镜212和第二镜214反射。还造成射入激光束116的覆盖区在第一和第二镜212,214的反射表面上平移。射束定向器102绕射束定向器方位轴线304的铰接造成当射入激光束116照射到第一和第二镜212、214上时射入激光束116游动并且改变角度(倾角)。通过T3模块200校正由射束定向器102绕射束定向器方位轴线304的铰接导致的射束游动和角度误差。在那些存在射束定向器仰角电动机110和射束定向器方位电动机302的实施例中，第一镜212和第二镜214均为FSM。两个铰接镜足以同时校正激光束倾斜和翘起402以及平移404。更具体地，两个FSM212、214共同作用，从而将被指向光学传感器套件204的射入激光束116保持于固定位置和取向。因此，本发明的优势是T3模块200在两个轴线(总共四个铰链轴)上旋转两个FSM 212,214中的每个，从而校正倾斜和翘起402以及平移404。在替代性实施例中，针对任何或者所有平移、翘起或倾斜，可以校正镜212、214中的任 ー个。由本发明教导和由T3模块200提供的光学路径的优势是，通过将射束定向器102的质心和炮架方位轴线106之间的距离减至最小，将射束定向器102的质量影响减至最小。这两个因素，即质量和距离，影响与射束定向器102有关的增加惯性，其中炮架方位电动机(未不出)会与射束定向器抗横。因此，射入激光束116的任何包含将光学望远镜206定位在射入激光束116的前面、后面或者侧边的引导均将导致较大并且较重的万向节上组件。然而，本发明可替代实施例可以在具有T3模块200的情况下包括这种引导。射束定向器102应该是围绕射束定向器仰角轴线112质量平衡的，以便防止在重力加载下射束定向器仰角电动机110过热。另外，射束定向器102绕射束定向器仰角轴线112的不对称可以依赖于配重来維持平衡情况。为解决这些和相关的问题，本发明教导将射入激光束116引导通过至少ー个直通孔径并且不论垂直或者横切或者部分地横穿光学望远镜206和射出激光束216。正如将被理解的，T3MS 100可包含一个或更多控制系统来操作各种组件并且传输和定向激光束116、216，其包括射束定向器仰角电动机110 ;射束定向器方位电动机302 ；第一镜212 ;第ニ镜214 ；以及光学传感器套件204。控制系统,其包括典型的光学系统兀件，例如但不限制于数据采集单元、传感器、计算机、其组合等等，将辅助或者有助于通信的连接或者操作的耦合大型炮架104和/或T3MS 100的各种组件。例如，T3MS 100与其自身射束定向器方位电动机302 —起可在方位角上快速移动，并且大型炮架104可在方位角上以较低频率跟随其后，从而造成共振不稳定性。为解决该情况，控制系统可命令T3模块系统100,这又以卸荷回路(off-load loop)的形式将命令发送至大型炮架方位电动机(未示出)，从而校正共振不稳定。可考虑和使用兼容相应数据采集単元、传感器等的任何品牌的计算机和软件。计算机包括任何能够执行软件组件的装置，其经配置接收和处理来自采集单元、传感器等装置的数据。因此，计算机包括装置，例如但不限制于服务器计算机、台式计算机、上网本、平板计算机和/或便携式计算机以及其组合等等。典型的计算机包括中央处理单元(CPU)、包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的系统存储器以及将存储器耦合至CPU的系统总线。例如在起动过程中，基本的输入/输出系统被存储在ROM内，其中输入/输出系统包含有助于在计算机架构内的元件之间传递信息的基本程序。计算机还包括用于存储操作系统的大容量存储装置。通过连接至总线的大容量存储控制器，大容量存储装置被连接至CPU。大容量存储装置及其有关的计算机可读媒介为计算机提供非易失性存储器。虽然本文所包含的计算机可读媒介的描述是指大容量存储装置，例如硬盘或者CD-ROM驱动器，但是应明白计算机可读媒介能够是任何可获得的计算机存储媒介或者是能够被计算机架构访问的通信媒介。通信介质包括计算机可读指令、数据结构、程序模块或者是被调制的数据信号内的其他数据，例如载波或者其他传输机制，并且包括任何输送媒介。术语“被调制的数据信号”指的是按照在信号中对信号进行编码的方式使其一个或更多特性发生变化或者被设定的信号。通过例子的方式，并非限制，通信媒介包括有线媒介，例如有线网络或者直接线连接，以及无线媒介，例如声学的、RF、红外线的以及其他无线媒介。任何上述组合还应被包括在计算机可读媒介范围内。通过例子的方式，并非限制，计算机存储媒介可包括在任何方法或者技术中实施的用于存储信息的易失性和非易失性、可移动和不可移动媒介，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据。例如，计算机媒介包括，但不限制干，RAM、ROM、EPROM、EEPR0M、闪存或者其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多用光盘(DVD)、HD-DVD, BLU-RAY或者其他光存储器、盒式磁带、磁带、磁盘存储器或者其他磁存储装置，或者能够被用于存储所需信息并且能够通过计算机架构访问的任何其他介质。为了便于权利要求，短语“计算机存储介质”及其变体，本质上不包括波、信号和/或其他暂时的和/或无形的通信媒介。射入激光束习惯上使用Coud6路径设计被引导至双轴线万向节系统上。图5A示出使用Coud6路径，射入激光束502将可能会被如何引导至典型的侧装万向节上组件，例如射束定向器102。根据相同的透视图，图5示出使用T3模块200，射入激光束116将被如何引导的ー个例子。在图5B中示出的光学路径在此指代T3模块路径。同时參看图5A和图5B，对比相应激光束502、116的路径，并且示出本发明附加的优势。如图5A所示，射束定向器102附接至万向节系统的安装表面503。遵循Coud6路径，射入激光束502瞄准第一镜504，并且正交地反射到第二镜506。自第二镜506，激光束502被正交地反射到第三镜508。自第三镜508，激光束502反射至光学传感器套件204。通常Coud6路径镜是固定的，并且Coud6路径将射入激光束502定向成穿过光学望远镜206或者是射出激光束216。根据万向节系统的透视图，应用于侧装的万向节上组件的Coud6路径布置导致重心510相对来说远离安装表面503。另外，相对来说，需要提供Coud6路径的结构是笨重的，并且其用于增加重心510的影响。重心510的位置直接影响万向节系统的性能。如图5B所示，射束定向器102被附接至万向节系统的安装表面503。遵循T3模块路径，射入激光束116首先被定向通过光学望远镜206和射出激光束216 二者，然后到达T3模块200。在T3模块200内，射入激光束116瞄准第一镜212，并且反射至第二镜214。自第二镜214，射入激光束116反射至光学传感器套件204。根据万向节系统的透视图，施加至侧装的万向节上组件的射入激光束116的路径导致重心510相对来说接近安装表面503。另外，相对来说，本发明描述的结构是轻质的，并且用于减少重心510的影响。因此，本发明优势包括降低的重量和较小的重心510偏移，这两者均将侧装的万向节上组件的影响减至最小。在替代性实施例中，T3模块路径可经偏置并重新配置成通过光学望远镜206被横向引导，然后通过光学望远镜206被纵向引导。在沿Coud6路径定向的射束502和沿T3模块路径定向的射束116之间存在指出本发明的优势的额外区別。ー个区别在于Coud6路径需要三个镜子504、506、508，而T3模块路径包含两个镜子212、214。另ー个区别在于Coud6路径镜子504、506、508是静态的，而T3模块路径镜子212、214中的任ー个或者两个是铰接的，并且可补偿倾斜和翘起402以及平移404。再ー个区别在于Coud6路径镜子504、506、508是固定的，而T3MS路径镜子212、214可以随光学望远镜206绕射束定向器方位轴线304旋转。又ー个区别在于Coud6路径镜子504、506、508与射入束502在光学望远镜206的同一侧，而T3模块路径镜子212、214在光学望远镜206的相反侧，这允许射束定向器102的重心510离安装表面503较近。现在转向图6，将描述用于在侧装万向节上组件内引导射入激光束116的所示例程600。应明白，可执行比图6所示和本文描述要多或者要少的操作。此外，这些操作顺序还可以不同于在此所描述的顺序被执行。例程600开始于操作602，即提供光学望远镜206。光学望远镜206包含包括至少ー个直通孔径210的光学望远镜筒208。提供光学望远镜206的ー个方法包括将射束定向器102侧装至万向节系统(例如大型炮架104)，其中射束定向器102包括光学望远镜206，该光学望远镜206包括带有至少ー个直通孔径210的光学望远镜筒208。程序从操作602继续至操作604，在此源自大型炮架104的射入激光束116被定向至射束定向器102。射入激光束116被引导通过允许射入激光束116在第一直通孔径210A处进入光学望远镜筒208、横向穿过光学望远镜筒208内部以及在第二直通孔径210B处离开光学望远镜筒208，从而沿基本垂直于光学望远镜筒208纵向轴线的路径穿过光学望远镜筒208。在替代性实施例中，不论横向或者切向或者部分地，相对于光学望远镜筒208，射入激光束116均被定向成以任意钝角或者锐角穿过光学望远镜筒208。例程600从操作604继续至操作606，在此射入激光束116离开光学望远镜206并且瞄准第一镜212。自第一镜212，射入激光束116被反射并且瞄准第二镜214。程序从操作606继续至608，其中射入激光束116自第二镜214反射至光学传感器套件204内。程序600从操作608继续至操作610，在此ー个或者两个镜子212、214被铰接并且两个镜子212、214共同維持射入激光束116指向固定位置且取向至光学传感器套件204内。当实施例包括射束定向器方位电动机302吋，两个镜子212、214可以是快速转向镜，其用于同时校正射入激光束116倾斜和翘起402以及平移404。程序600从操作610继续至操作612，在此射出激光束216离开光学传感器套件204，并且被定向成纵向通过光学望远镜206的长度。该操作612包括纵向通过光学望远镜206引导射出激光束216,同时横向穿过光学望远镜206引导射入激光束116。程序600从操作612继续至操作614，在此做出是继续还是终止的询问。如果决定继续，则程序返回至操作604，在此源自大型炮架104的射入激光束116被定向至射束定向器102。如果决定是终止，则程序在616处结束。上述主题事项仅通过图解的方式被提供，并且不应被理解为限制。无需遵循所示和所描述的示例性实施例和应用，以及在不背离本发明真实精神和范围的情况下，可对本文描述的主题事项做出不同修正和改变，其将呈现在所附权利要求中。
权利要求
1.一种射束定向器，其包含光学传感器套件；光学望远镜筒，其包括纵向轴线并且限定光学望远镜，其中所述光学望远镜接近所述光学传感器套件安置并且操作地耦合至所述光学传感器套件；进入直通孔径和离开直通孔径，其均基本垂直于所述纵向轴线位于所述光学望远镜筒上，其允许射入激光束进入、横向穿过以及离开所述光学望远镜筒；以及光学模块，其包含第一镜和第二镜，其经配置将离开所述光学望远镜筒的所述射入激光束定向至所述光学套件。
2.根据权利要求1所述的射束定向器，其中所述光学套件包括射束扩展器，其接收来自所述第二镜的所述射入激光束，并且发出被扩展的激光束使其沿所述纵向轴线通过所述光学望远镜筒。
3.根据权利要求2所述的射束定向器，还包含射束定向器仰角电动机，其围绕仰角轴线平移所述射束定向器。
4.根据权利要求2所述的射束定向器,还包含射束定向器方位电动机，其围绕方位轴线平移所述射束定向器。
5.根据权利要求1所述的射束定向器，其中所述第一镜是被铰链的，并且校正所述射入激光束的平移、翘起或者倾斜之一。
6.根据权利要求4所述的射束定向器，其中所述第二镜是被铰链的，并且校正所述射入激光束的平移、倾斜或者翘起之一。
7.一种用于引导电磁能束的光学系统，其包含望远镜筒，其具有第一和第二末端以及限定望远镜的纵向轴线；位于所述望远镜筒上的至少一个直通孔径，其经配置允许第一电磁能束沿第二轴线进入所述望远镜筒、横向穿过所述望远镜筒以及离开所述望远镜筒；第一镜，其接近所述直通孔径，并且经配置将所述第一电磁能束从所述第二轴线反射到第三轴线；第二镜，其接近所述第一镜，所述第二镜经配置将所述第一电磁能束从所述第三轴线反射到第四轴线；以及光学传感器，其接近所述第二镜，所述光学传感器经配置接收来自所述第四轴线的所述第一电磁能束并将其定向成沿所述纵向轴线通过所述望远镜筒的末端。
8.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述光学传感器包含射束扩展器，其发出第二电磁能束使其沿所述纵向轴线通过所述望远镜筒。
9.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述第一镜是被铰接以校正所述第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜之一。
10.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述第二镜是被铰接以校正所述第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜之一。
11.根据权利要求7所述的光学系统，还包含附接至所述望远镜筒的万向架，其绕仰角轴线或方位轴线之一平移所述望远镜筒。
12.一种用于引导电磁能束的方法，其包含提供光学望远镜筒，该光学望远镜筒包含第一末端、第二末端以及限定光学望远镜的纵向轴线；以及位于所述光学望远镜筒上的至少一个直通孔径，其经配置允许第一电磁能束沿第二轴线横向穿过所述光学望远镜筒；提供光学模块，该光学模块包含接近所述孔径的第一镜和第二镜；将第一波长的所述第一电磁能束定向至所述孔径内、横向穿过所述光学望远镜筒并且到达所述第一镜；将所述第一波长的所述第一电磁能束从所述第一镜沿第二轴线引导至所述第二镜； 将所述第一波长的所述第一电磁能束从所述第二镜沿第三轴线引导至光学传感器；以及将所述第一波长的所述第一电磁能束从所述光学传感器沿所述纵向轴线定向至所述光学望远镜筒。
13.根据权利要求12所述的方法，还包含提供射束扩展器。
14.根据权利要求13所述的方法，还包含发出通过所述光学望远镜的第二波长的第二电磁能束。
15.根据权利要求12所述的方法，还包含铰接所述第一镜。
16.根据权利要求15所述的方法，还包含铰接所述第二镜。
17.根据权利要求16所述的方法，还包含校正所述第一电磁能束的平移、翘起或者倾斜中的至少一个。
18.根据权利要求12所述的方法，还包含提供仰角电动机，其绕仰角轴线平移所述光学望远镜筒。
19.根据权利要求12所述的方法，还包含提供方位电动机，其绕方位轴线平移所述光学望远镜筒。
20.根据权利要求12所述的方法，还包含将所述光学望远镜筒安装至万向节系统。
全文摘要
本发明涉及一种与改进的光学架构有关的设备、系统和方法。具有纵向轴线的光学望远镜经配置允许具有第一波长的射束沿第一轴线横向横切望远镜筒。光学模块将射束从第一轴线定向并且校正到第二和第三轴线并且至射束扩展器。射束扩展器发出沿纵向轴线通过光学望远镜的具有第二波长的射束。光学架构可被并至侧装在万向节系统上的万向节上的组件上，作为使万向节系统上的操作负担减至最小的方法。
文档编号G02B23/12GK103018892SQ201210369658
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者J·布莱克本 申请人:波音公司