一种离轴反射式光学监测装置的制作方法

本技术涉及光学监测设备，具体涉及一种离轴反射式光学监测装置。

背景技术：

1、激光由于指向性好的特点，被广泛应用于各工业领域。对于高性能激光产品，其光轴稳定精度和光束质量是最为重要的衡量指标，直接影响产品的使用效果。高性能激光产品涵盖了可见光、红外光波段，光谱范围较宽，如果采用主式光学系统，色差校正存在很大的困难；反射式光学系统包含共轴、离轴两种方式，如果采用共轴反射式光学系统，中间区域有次镜遮拦，而激光光束为高斯光束，将主要光束遮拦后，会严重影响光轴指向精度和光束质量的监测结果，另外在监测分辨率相同的条件下，共轴反射式光学监测系统空间尺寸较大；现有监测仪器中，监测光轴指向精度和光束质量需要两套设备，成本较高。

2、公告号为cn105954734b的发明专利公开了一种大口径激光雷达光轴监测装置，在该专利中也采用离轴反射式的光学系统，但其没有配备光束质量监测功能，也不能适用于宽功率范围的光学监测，装置与被测产品完成初始对准也非常繁琐。

技术实现思路

1、基于上述表述，本实用新型提供了一种离轴反射式光学监测装置，以实现在离轴反射式光学系统中实现光束质量和光轴指向性的监测。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种离轴反射式光学监测装置，其包括底板、离轴主镜组、离轴次镜组、光学衰减组、分光棱镜组和光学监测组；

4、所述离轴主镜组设置于所述底板的第一端，所述离轴主镜组包括离轴主镜；

5、所述离轴次镜组设置于所述底板的第二端，所述离轴次镜组包括离轴次镜，所述离轴主镜用于将入射光引导至所述离轴次镜；

6、所述光学衰减组、分光棱镜组和光学监测组依次设置于所述离轴次镜靠近反射面的一侧，所述光学监测组包括分别设置于所述分光棱镜组不同方向侧的光轴监测相机和光束质量监测相机；

7、所述光学衰减组用于将所述离轴次镜反射的反射光的功率进行衰减，所述分光棱镜组用于将衰减后的发射光分成两束不同的方向两束检测光，分束的两束检测光分别射至所述光轴监测相机和光束质量监测相机。

8、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

9、本申请的提供的离轴反射式光学监测装置，采用离轴主镜组、离轴次镜组、光学衰减组、分光棱镜组和光学监测组构成离轴反射式光学系统，利用反射光监测光轴及光束质量，能够对入射光进行百倍以上的功率衰减；满足宽光谱范围监测的使用需求，该装置使用两组相机，一组用于监测光轴指向精度，另外一组用于监测光束质量，可广泛用于宽光谱范围、高性能光学的过程检验、出厂检验及试验。

10、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

11、进一步的，所述分光棱镜组包括棱镜支架、分光棱镜、棱镜挡板和棱镜压板，所述棱镜支架上端用于放置所述分光棱镜，所述棱镜压板和所述棱镜挡板分别位于所述分光棱镜的相对两侧，所述棱镜压板上具有进光孔，所述棱镜挡板具有与所述光轴监测相机对应的第一出光孔，所述棱镜支架的一侧具有对应所述光束质量监测相机的第二出光孔。

12、进一步的，所述第一出光孔的孔径轴线和所述第二出光孔的孔径轴线之间的夹角为90°。

13、进一步的，光学监测组还包括第一相机支架、第一衰减片固定件、第二相机支架、第二衰减片固定件，所述光轴监测相机固定于所述第一相机支架，所述第一衰减片固定件设置于所述第一相机支架靠近所述分光棱镜的一侧；所述光束质量监测相机固定于所述第二相机支架，所述第二衰减片固定件设置于所述第二相机支架靠近所述分光棱镜的一侧。

14、进一步的，所述光学衰减组包括衰减支架、电机、电位器、转盘、平板透镜和至少两个衰减倍率的滤光片，衰减支架设置于所述底板，所述电机设置于所述衰减支架，所述转盘上具有多个沿其转轴的周向均匀分布安装位，所述平板透镜和所述滤光片对应设置于所述安装位，所述电位器与所述电机电连接，所述转盘在所述电机的驱动下转动预设角度，以使平板透镜或者任一所述滤光片位于所述离轴次镜的光轴上。

15、进一步的，还包括光斑监控组，所述光斑监控组包括第三相机支架、相机连接板、补光板和光斑监控相机，所述第三相机支架固定于所述底板并偏离所述离轴次镜的光轴设置，所述补光板和光斑监控相机通过所述相机连接板安装于所述第三相机支架，所述光斑监控相机朝向位于所述离轴次镜的光轴的滤光片拍照。

16、进一步的，所述离轴主镜组还包括主镜支架、主镜镜座、主镜镜框、第一穿心螺钉和主镜遮光罩，所述主镜支架固定于所述底板上，所述主镜镜座固定连接于所述主镜支架，所述离轴主镜连接于所述主镜镜框内，所述主镜镜框的外侧壁和所述主镜镜座的内侧壁形成球面副配合，所述第一穿心螺钉设置于所述主镜镜框，用于固定所述主镜镜框在所述主镜镜座的位置，所述主镜遮光罩设置于所述主镜支架靠近所述离轴次镜组的一侧。

17、进一步的，所述离轴次镜组还包括次镜支架、次镜镜座、次镜镜框、第二穿心螺钉和次镜遮光罩，所述次镜支架固定于所述底板上，所述次镜镜座固定连接于所述次镜支架，所述离轴次镜连接于所述次镜镜框内，所述次镜镜框的外侧壁和所述次镜镜座的内侧壁形成球面副配合，所述第二穿心螺钉设置于所述次镜镜框，用于固定所述次镜镜框在所述次镜镜座的位置，所述次镜遮光罩设置于所述次镜支架靠近所述离轴主镜组的一侧。

18、进一步的，还包括外罩，所述外罩罩设于所述底板上，所述外罩的第一端对应所述离轴主镜具有入射孔，所述外罩的第二端对应所述离轴次镜具有废光孔。

19、进一步的，所述离轴主镜的表面镀有高透膜。

技术特征：

1.一种离轴反射式光学监测装置，其特征在于，包括底板、离轴主镜组、离轴次镜组、光学衰减组、分光棱镜组和光学监测组；

2.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述分光棱镜组包括棱镜支架、分光棱镜、棱镜挡板和棱镜压板，所述棱镜支架上端用于放置所述分光棱镜，所述棱镜压板和所述棱镜挡板分别位于所述分光棱镜的相对两侧，所述棱镜压板上具有进光孔，所述棱镜挡板具有与所述光轴监测相机对应的第一出光孔，所述棱镜支架的一侧具有对应所述光束质量监测相机的第二出光孔。

3.根据权利要求2所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述第一出光孔的孔径轴线和所述第二出光孔的孔径轴线之间的夹角为90°。

4.根据权利要求2所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，光学监测组还包括第一相机支架、第一衰减片固定件、第二相机支架、第二衰减片固定件，所述光轴监测相机固定于所述第一相机支架，所述第一衰减片固定件设置于所述第一相机支架靠近所述分光棱镜的一侧；所述光束质量监测相机固定于所述第二相机支架，所述第二衰减片固定件设置于所述第二相机支架靠近所述分光棱镜的一侧。

5.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述光学衰减组包括衰减支架、电机、电位器、转盘、平板透镜和至少两个衰减倍率的滤光片，衰减支架设置于所述底板，所述电机设置于所述衰减支架，所述转盘上具有多个沿其转轴的周向均匀分布的安装位，所述平板透镜和所述滤光片对应设置于所述安装位，所述电位器与所述电机电连接，所述转盘在所述电机的驱动下转动预设角度，以使平板透镜或者任一所述滤光片位于所述离轴次镜的光轴上。

6.根据权利要求2所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，还包括光斑监控组，所述光斑监控组包括第三相机支架、相机连接板、补光板和光斑监控相机，所述第三相机支架固定于所述底板并偏离所述离轴次镜的光轴设置，所述补光板和光斑监控相机通过所述相机连接板安装于所述第三相机支架，所述光斑监控相机朝向位于所述离轴次镜的光轴的滤光片拍照。

7.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述离轴主镜组还包括主镜支架、主镜镜座、主镜镜框、第一穿心螺钉和主镜遮光罩，所述主镜支架固定于所述底板上，所述主镜镜座固定连接于所述主镜支架，所述离轴主镜连接于所述主镜镜框内，所述主镜镜框的外侧壁和所述主镜镜座的内侧壁形成球面副配合，所述第一穿心螺钉设置于所述主镜镜框，用于固定所述主镜镜框在所述主镜镜座的位置，所述主镜遮光罩设置于所述主镜支架靠近所述离轴次镜组的一侧。

8.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述离轴次镜组还包括次镜支架、次镜镜座、次镜镜框、第二穿心螺钉和次镜遮光罩，所述次镜支架固定于所述底板上，所述次镜镜座固定连接于所述次镜支架，所述离轴次镜连接于所述次镜镜框内，所述次镜镜框的外侧壁和所述次镜镜座的内侧壁形成球面副配合，所述第二穿心螺钉设置于所述次镜镜框，用于固定所述次镜镜框在所述次镜镜座的位置，所述次镜遮光罩设置于所述次镜支架靠近所述离轴主镜组的一侧。

9.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，还包括外罩，所述外罩罩设于所述底板上，所述外罩的第一端对应所述离轴主镜具有入射孔，所述外罩的第二端对应所述离轴次镜具有废光孔。

10.根据权利要求1所述的离轴反射式光学监测装置，其特征在于，所述离轴主镜的表面镀有高透膜。

技术总结
本技术涉及一种离轴反射式光学监测装置，其包括底板、离轴主镜组、离轴次镜组、光学衰减组、分光棱镜组和光学监测组；离轴主镜组设置于底板的第一端，离轴主镜组包括离轴主镜；离轴次镜组设置于底板的第二端，离轴次镜组包括离轴次镜；光衰减组、分光棱镜组和光学监测组依次设置于离轴次镜靠近反射面的一侧，光学监测组包括分别设置于分光棱镜组不同方向侧的光轴监测相机和光束质量监测相机；该装置使用两组相机，一组用于监测光轴指向精度，另外一组用于监测光束质量，可广泛用于宽光谱范围、高性能光学产品的过程检验、出厂检验及试验。

技术研发人员：葛振杰,曹玉学,罗海波
受保护的技术使用者：武汉振光科技有限公司
技术研发日：20230326
技术公布日：2024/1/14