一种激光光斑分析仪的校准方法与校准装置

本发明属于激光仪器计量，尤其涉及一种激光光斑分析仪的校准方法与校准装置。

背景技术：

1、激光光斑分析仪是一种激光指示器类仪器，通常也包含激光器、光学望远镜、微光夜视仪等部件，通常以其发出的激光的光斑的能量中心为光轴。激光光斑分析仪能够完成对目标的搜索、瞄准和激光照射等功能，这些光学设备的光谱几乎覆盖了可见光到红外的全部波段。由于是集多种光学仪器于一体，必 然产生诸多光学系统间的光轴平行性问题。目标信息的准确性主要取决于激光光斑分析仪的光电系统中光轴的平行性，激光光斑分析仪也要求激光光束的光轴与光学观瞄装置的光轴保持平行从而实现对所观察目标的精确信息指示。

2、理论研究表明，当使用白光望远镜和热像仪（或微光观察仪）在同一地点和相应的允许照度下观察同一个足够远处的点目标时，若该点的像分别落在各自的十字分划板的交点上，则表明仪器调校后的光轴是平行的。依此原理，利用离轴抛物面反射镜的特性将十字分划板放在距离焦点 f 处并将被调仪器的物镜浸没在准直光束中，所观察到的十字交点其效果相当于观察无穷远处的目标。同样当脉冲激光以平行光的方式经抛物面反射镜反射时在抛物面的焦点上形成会聚光斑，相当于无穷远处一束平行光被激光器接收。定义光斑的能量重心为激光光斑的中心。当光斑的中心与十字分划板重合时表明光学观瞄装置的光轴与激光指示器的光轴平行。

3、现有的光轴平行性测试（校准）过程必须确保离轴抛物面反射镜焦距足够大以保证系统有足够的精度，同时口径设计应能使观瞄装置浸没在平行光束中，需要同时使用焦距足够大的离轴抛物面反射镜以及大口径平行光管，使得整个测试校准过程使用的组件成本较高，且难以校准位置。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出激光光斑分析仪的校准方法与校准装置。

2、在本发明的第一个方面，提出一种激光光斑分析仪的校准方法，所述方法包括如下步骤s1-s7：

3、s1：处于第一位置的待校准激光光斑分析仪发射第一激光光束；

4、s2：处于第二位置的准直器接收所述第一激光光束并将其发射到处于第三位置的平面反光镜；

5、s3：所述平面反光镜将所述第一激光光束反射至处于第四位置的光轴标定板；

6、s4：在所述光轴标定板上标定所述第一激光光束的第一反射位置；

7、s5：将所述待校准激光光斑分析仪与所述光轴标定板进行位置对调，并进行位置标定；

8、s6：重复执行一次步骤s1-s4，获得在所述光轴标定板上标定的所述第一激光光束的第二反射位置；

9、s7：通过所述第二反射位置与所述第一反射位置的误差，对所述激光光斑分析仪进行校准。

10、所述光轴标定板采用十字标靶，所述十字标靶安装于多维精密电控平台，可在xyz三个维度上控制其移动距离；

11、所述步骤s5将所述待校准激光光斑分析仪与所述光轴标定板进行位置对调，并进行位置标定，具体包括：

12、将所述待校准激光光斑分析仪移动到第三位置，并使得所述待校准激光光斑分析仪的激光光束的发射方向穿过所述光轴标定板上已标定的第一激光光束的第一反射位置；

13、将所述光轴标定板移动到第一位置。

14、所述步骤s4中通过激光光束的能量中心位置确定所述第一激光光束在所述光轴标定板上的第一反射位置；

15、更具体的，是通过高斯曲面拟合方法提取所述激光光束的能量中心位置。

16、在本发明的第二个方面，还提出一种激光光斑分析仪的校准装置。

17、所述校准装置包括第一准直器、第二平面反光镜、第三光轴标定板和固定所述第三光轴标定板的干涉仪；

18、所述第一准直器包括接收底座驱动器、接收断面、发射断面以及准直镜面；

19、处于第一位置的待校准激光光斑分析仪发射的第一激光光束通过所述第一准直器的接收断面进入所述底座驱动器处理后，通过所述发射断面进入准直镜面投射后，将其反射到所述第二平面反光镜；

20、通过所述第二平面反光镜将所述第一激光光束反射回处于第二位置的所述第三光轴标定板，在所述第三光轴标定板上标定所述第一激光光束的第一反射位置；

21、将所述待校准激光光斑分析仪移动到所述第二位置，并将所述第三光轴标定板移动到所述第一位置；

22、处于第二位置的待校准激光光斑分析仪发射的第二激光光束通过所述第一准直器的接收断面进入所述底座驱动器处理后，通过所述发射断面进入准直镜面投射后，将其反射到所述第二平面反光镜；

23、通过所述第二平面反光镜将所述第二激光光束反射回处于第一位置的所述第三光轴标定板，在所述第三光轴标定板上标定所述第二激光光束的第二反射位置；

24、通过所述第二反射位置与所述第一反射位置的误差，对所述激光光斑分析仪进行校准。

25、所述校准装置还包括多维精密电控平台，所述第三光轴标定板安装于所述多维精密电控平台。

26、所述校准装置还包括小孔成像板，所述小孔成像板的尺寸与所述第三光轴标定板相同；所述小孔成像板上设置的小孔位置与所述第三光轴标定板上标定的所述第一激光光束的第一反射位置一致。

27、在将所述待校准激光光斑分析仪移动到所述第二位置之后，通过所述小孔成像板校准所述待校准激光光斑分析仪的位置。

28、本发明的技术方案提出的测试校准方法，通过引入准直器以及位置校准技术，避免使用传统的离轴抛物面反射镜以及大口径平行光管，使得校准过程操作简单，实用性更强；同时位置校准过程可避免手动操作误差较小，可应用于大量激光光斑分析仪的批量测试校准过程。

29、本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

技术特征：

1.一种激光光斑分析仪的校准方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种激光光斑分析仪的校准方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种激光光斑分析仪的校准方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种激光光斑分析仪的校准方法，其特征在于，

5.如权利要求4所述的一种激光光斑分析仪的校准方法，其特征在于，

6.一种激光光斑分析仪的校准装置，该装置实现如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述校准装置包括第一准直器、第二平面反光镜、第三光轴标定板；

7.如权利要求6所述一种激光光斑分析仪的校准装置，其特征在于，

8.如权利要求6所述一种激光光斑分析仪的校准装置，其特征在于，

9.如权利要求8所述一种激光光斑分析仪的校准装置，其特征在于，

10.如权利要求8所述一种激光光斑分析仪的校准装置，其特征在于，所述装置还包括：

技术总结本发明提出一种激光光斑分析仪的校准方法与校准装置，属于激光仪器计量技术领域。方法包括步骤S1：处于第一位置的待校准激光光斑分析仪发射第一激光光束；S2：处于第二位置的准直器接收第一激光光束并将其发射到处于第三位置的平面反光镜；S3：平面反光镜将第一激光光束反射至处于第四位置的光轴标定板；S4：在光轴标定板上标定第一激光光束的第一反射位置；S5：将待校准激光光斑分析仪与光轴标定板进行位置对调，并进行位置标定；S6：重复执行一次步骤S1‑S4，获得在光轴标定板上标定的第一激光光束的第二反射位置；S7：通过第二反射位置与所述第一反射位置的误差，对激光光斑分析仪进行校准。技术研发人员：米成栋,王锦荣,王晓军受保护的技术使用者：吕梁学院技术研发日：技术公布日：2024/9/29