激光阵列高速空间跟踪系统的制作方法

文档序号:11825474阅读:来源:国知局

技术特征:

1.激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于,包括:

光束复合模块(109),

在光束复合模块(109)后侧设有一只A波长的准直激光器(100),

沿光束复合模块(109)周向均匀设有3只以上B波长的准直激光器,

在光束复合模块(109)前侧设有第一分光片(110),第一分光片(110)的分光比为50%,第一分光片(110)与光束复合模块(109)前端面间的夹角为45°,

在第一分光片(110)右侧设有第二分光片(111),第二分光片(111)的分光比为50%,第二分光片(111)平行于第一分光片(110),

在第二分光片(111)右侧设有第一光电检测模组,

在第二分光片(111)后侧设有第二光电检测模组,

在第一分光片(110)前侧设有二维扫描头。

2.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:所述第一光电检测模组包括:中心波长为B的带通型窄带滤光片(112),

第一光电检测单元(116)通过第一聚光透镜组(114)与中心波长为B的带通型窄带滤光片(112)连接,或中心波长为B的带通型窄带滤光片(112)位于第一光电检测单元(116)和第一聚光透镜组(114)之间,

所述第二光电检测模组包括:中心波长为A的带通型窄带滤光片(113),

第二光电检测单元(117)通过第二聚光透镜组(115)与中心波长为A的带通型窄带滤光片(113)连接,或中心波长为A的带通型窄带滤光片(113)位于第二光电检测单元(117)和第二聚光透镜组(115)之间。

3.如权利要求2所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在 于:所述光电检测单元是APD光电检测单元或PMT光电检测单元或PIN光电检测单元。

4.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:光束复合模块(109)由若干面45度反射镜组成。

5.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:光束复合模块(109)由8面45度反射镜组成,

沿光束复合模块(109)周向设有8只B波长的准直激光器(101~108)。

6.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:所述二维扫描头为二维振镜扫描头。

7.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:所述A、B波长不同。

8.如权利要求1所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于,其跟踪方法包括以下步骤:

步骤1,形成阵列光束:各B波长的准直激光器的发射光束(201),利用光束复合模块(109)的反射,形成向前照射的、同向圆形分布的光束阵列,

A波长的准直激光器的发射光束(202),直接穿过光束复合模块(109)中心的空隙,处于光束阵列的中心;

各发射光束(201)和1条发射光束(202)构成阵列光束,

步骤2,向自由空间射出阵列光束:阵列光束透射过第一分光片(110),再依次经旋转轴正交放置的第二振镜(119)和第一振镜(118)反射,向自由空间射出;

步骤3,得到光斑分布:当中央的发射光束(202)恰好指向空间中一靶球的球心时,阵列光束在靶球投影面(410)上得到光斑分布,

步骤4,靶球产生反射光束:被靶球反射的反射光束依次由第一振镜(118)、第二振镜(119)、第一分光片(110)反射,然后再在第二分光片(111)上发生反射和透射分为两个部分;

对应于A波长的发射光束(202)的反射光束透射过中心波长为A的带通型窄带滤光片(113),再由第二聚光透镜组(115)会聚在第二光电检测单元(117)的光敏面上;

对应于B波长的发射光束(201)的反射光束透射过中心波长为B的带通型窄带滤光片(112),再由第一聚光透镜组(114)会聚在第一光电检测单元(116)的光敏面上;

通过光电检测单元,测量得到某点激光光束照射在靶球上反射回的光强,从而可计算出其是否照射在靶球上,以及相对靶球中心的距离关系。

9.如权利要求8所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:根据靶球投影面(410)的逆反射能力分布曲线(411),预设一阈值(412),该阀值(412)对应于靶球上的有效反射区域(409),所述有效反射区域(409)为一圆形区域,

当某点激光照射在有效反射区域(409)以内时,其反射回的光功率高于阈值,判定为在靶点;

当某点激光照射在有效反射区域(409)以外时,其反射回的光功率低于阈值,判定为丢失点。

10.如权利要求9所述的激光阵列高速空间跟踪系统,其特征在于:当阵列光束的中心指向靶球中心时,外圈圆形分布的各个B波长激光光束(201)在靶球投影面上恰好落在有效反射区域(409)内,均为在靶点;

当靶球发生切向移动时,部分光斑会移出有效反射区域(409),从而产生丢失点(501);

通过检测丢失点与在靶点的分布情况,得到靶球的切向移动方向(502),从而据此控制第一振镜(118)和第二振镜(119)偏转,做出补偿,使阵列光束的中心保持指向靶球中心。

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