高精度光束切换装置及快反镜的制作方法

本发明涉及光学器件，特别涉及一种高精度光束切换装置及快反镜。

背景技术：

1、快速控制反射镜（fast steering mirror，fsm），简称快反镜，是控制反射镜的转动从而使反射光束在一维或二维方向上，对光传播方向进行高精度、高动态的控制，实现光束在所需转角范围内的快速精确指向，应用在激光制导、光电侦查、光电对抗、激光武器、空间探测、激光雷达、激光通信等领域中实现系统精密跟踪、稳瞄、稳像等。采用快反镜替代传统的框架结构，可改善系统的性能。上述领域通常要求快反镜具有较高的工作带宽、角分辨率、指向精度和转角范围，对系统的环境适应性等也有很高要求。

2、近年来，随着电子科学、互联网等现代科学技术的迅速发展，快反镜作为精密的激光微动控制设备，得到快速发展和广泛应用，其有细微的位置变动都会影响工作性能，现有的快反镜定位精度不高，例如在0°向90°转动时，经常旋转不到位，与目标的90°角具有一定的偏差，无法精确地控制光束方向。

3、鉴于此，本发明提供一种新的高精度光束切换装置及相应的快反镜来解决上述问题。

技术实现思路

1、（一）发明目的

2、本发明的目的是提供一种高精度光束切换装置及快反镜，用以解决现有光束切换装置精度不高，经常在定位至目标角度时与实际需求的目标角度具有一定的偏差，导致光线切换的定位精度不高的问题。

3、（二）技术方案

4、为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种高精度光束切换装置，其特征在于，包括：驱动单元、反射镜组件和测角组件；

5、所述驱动单元的输出端与所述反射镜组件连接以驱动所述反射镜组件旋转；

6、所述测角组件包括旋转轴、被检测件、第一测角单元和第二测角单元，所述旋转轴与反射镜组件连接，所述被检测件设置在所述旋转轴上，所述驱动单元设置为根据所述第二测角单元对所述被检测件的检测控制所述反射镜组件的旋转速度以及根据所述第一测角单元对所述被检测件的检测控制所述反射镜组件定位至目标角度;

7、其中，所述第一测角单元的检测区域和所述第二测角单元的检测区域至少一部分不同。

8、所述被检测件为金属材质的螺旋检测片；

9、所述第一测角单元包括互呈设定角度设置的两个第一电涡流传感器，所述第二测角单元包括同轴设置的两个第二电涡流传感器。

10、所述高精度光束切换装置还包括相连的镜片保护壳和底座，所述反射镜组件设置在所述镜片保护壳中，两个所述第一电涡流传感器均设置在所述底座上。

11、所述高精度光束切换装置还包括与镜片保护壳相连的壳体，两个所述第二电涡流传感器中的一个设置在所述底座上，另一个设置在所述壳体上。

12、所述反射镜组件包括：镜托和反射镜镜片，所述镜托与所述驱动单元的输出端连接，所述旋转轴与所述镜托连接，所述镜托上设置有用于支撑所述反射镜镜片的三个凸起，三个所述凸起与所述反射镜镜片粘接。

13、所述反射镜镜片的材质为铍铝合金。

14、所述镜托的材质为铝合金。

15、所述被检测件每次的旋转角度设定为90度；和/或

16、所述被检测件的螺旋状厚度为3.5mm；和/或

17、所述被检测件的螺距为2.4mm。

18、所述设定角度为120°；和/或

19、两个所述第二电涡流传感器之间的间距为5.3mm。

20、本发明的另一方面，还提供一种快反镜，包括如上所述的高精度光束切换装置。

21、（三）有益效果

22、本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

23、本发明通过在高精度切换装置中设置测角组件，并且测角组件包括第一测角单元和第二测角单元，当驱动单元驱动反射镜组件转动时，可以根据第二测角单元先对发射镜组件进行粗定位，控制反射镜组件的转动速度，而当驱动单元控制反射镜组件将要转动至目标角度时，可以通过第一测角单元对反射镜组件进行精准定位，使反射镜组件逐渐减速，并在目标角度位置准确停止，避免转动未到目标位置或者过冲（即超过目标位置），通过这样的设置，使得高精度切换装置能够通过粗定位和精准定位的配合实现反射镜组件角度的精准切换，例如当反射镜组件每次都转动90°时，反射镜组件能够精准地定位至目标角度，实现光线的准确、快速切换，提高光束切换准确率和切换效率，提升用户体验。

技术特征：

1.一种高精度光束切换装置，其特征在于，包括：驱动单元（1）、反射镜组件和测角组件；

2.根据权利要求1所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述被检测件（8）为金属材质的螺旋检测片；

3.根据权利要求2所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述高精度光束切换装置还包括相连的镜片保护壳（4）和底座（9），所述反射镜组件设置在所述镜片保护壳（4）中，两个所述第一电涡流传感器均设置在所述底座（9）上。

4.根据权利要求3所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述高精度光束切换装置还包括与镜片保护壳（4）相连的壳体（10），两个所述第二电涡流传感器中的一个设置在所述底座（9）上，另一个设置在所述壳体（10）上。

5.根据权利要求1所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述反射镜组件包括：镜托（2）和反射镜镜片（3），所述镜托（2）与所述驱动单元（1）的输出端连接，所述旋转轴（7）与所述镜托（2）连接，所述镜托（2）上设置有用于支撑所述反射镜镜片（3）的三个凸起，三个所述凸起与所述反射镜镜片（3）粘接。

6.根据权利要求5所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述反射镜镜片（3）的材质为铍铝合金。

7.根据权利要求5所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述镜托（2）的材质为铝合金。

8.根据权利要求2所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述被检测件（8）每次的旋转角度设定为90度；和/或

9.根据权利要求2所述的高精度光束切换装置，其特征在于，所述设定角度为120°；和/或

10.一种快反镜，其特征在于，所述快反镜包括权利要求1至9中任一项所述的高精度光束切换装置。

技术总结
本发明涉及光学器件技术领域，具体涉及一种高精度光束切换装置及快反镜，旨在解决现有光束切换装置精度不高的问题。本发明的高精度光束切换装置包括驱动单元、反射镜组件和测角组件；驱动单元的输出端与反射镜组件连接；测角组件包括旋转轴、被检测件、第一测角单元和第二测角单元，旋转轴与反射镜组件连接，被检测件设置在旋转轴上，驱动单元设置为根据第二测角单元对被检测件的检测控制反射镜组件的旋转速度以及根据第一测角单元对被检测件的检测控制反射镜组件定位至目标角度;其中，第一测角单元的检测区域和第二测角单元的检测区域至少一部分不同。本发明的高精度光速切换装置能够实现旋转速度控制以在接近目标角度时精准定位至目标角度。

技术研发人员：陆君,肖立亮,孔凡辉
受保护的技术使用者：安徽瑞控信光电技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8