[发明专利]一种角度标定工具、标定系统和调试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，特别是具有一定夹角的不可见光的光路标定工具和调试方法。

背景技术

在平台光学调试过程中，需要将有一定夹角的光收集耦合进光纤中。在某些系统中，这一类具有特定夹角的光线不可见，因此，光学调试难度较大。现有技术通常采用多个光阑标定光路走向，中心光阑标定主光线走向，另外采用辅助光阑标定光线的夹角。光阑标定光线是现有常用的光线走向的标定方式，如公开号为CN104242029，名称为一种激光器折叠谐振腔的快速装调方法即公开了采用光阑标定光线的方式。

现有技术中采用多光阑标定法标定有一定夹角的光的走向，标定过程复杂。由于光阑本身有尺寸规格限制，导致在标定小角度光线时，为了使光线通过光阑，多个光阑需要紧紧排列在一起，甚至光阑本身需要互相重叠从而出现干涉挡光情况。另外，光阑标定法依赖于光学平台上螺孔的位置和孔距，也即光阑只能固定在光学平台的特定位置上，可标定角度灵活性低。如若光阑不固定在光学平台上，则此种情况可用直尺大致确定光阑位置和距离，而在直尺测量过程中必然导致测量精确度低，且过程繁复。

发明内容

本发明提供一种用于取代光阑标定的角度标定工具，光路调节简单、快速，特别适用于平台光学的调试。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一种角度标定工具，包括支撑底座、固定外框以及标定物，所述固定外框固定在支撑底座上，所述标定物设置在固定外框上，其横轴上开设一供主光线穿过的中心孔及至少一个参量光光线定位孔，若系统中参量光光线和主光线夹角为θ，晶体中心与标定物所在的竖直坐标面的水平距离为L，则计算出参量光光线定位孔与中心孔的孔距为：Ltanθ。

作为优化的技术方案，角度标定工具还包括旋转镜架，所述旋转镜架为中空结构，可转动的设置在固定外框内，所述标定物固定在旋转镜架上。所述标定物粘结或者卡合在旋转镜架上。

作为可选的简单的技术方案，所述标定物为横轴方向的开孔杆。

或者所述标定物可为一张固定在旋转镜架的可开孔的纸或者薄板。作为进一步优化的技术方案，所述标定物的竖直坐标面上的横轴和纵轴上分别绘制有中心孔及至少一个参量光光线定位孔，当需要使用纵轴上的参量光光线定位孔时，通过转动旋转镜架将纵轴上的参量光光线定位孔旋转至水平位置使用。

当旋转镜架相对固定外框转到一定位置则需要定位时，旋转镜架相对固定外框之间采用卡合的方式相互固定。

或者固定外框上轴向开孔，当旋转镜架相对固定外框转到一定位置则需要定位时，一螺丝穿过该开孔直接紧紧抵在旋转镜架的外面上，完成旋转镜架相对固定外框的定位。

本发明还公开一种使用上述角度标定工具的标定系统，包括依次放置的泵浦光源、晶体、角度标定工具、收光装置、可见光标定光源，角度标定工具的标定物上已根据计算开设有中心孔及参量光光线定位孔，将角度标定工具置于主光线方向上，使主光线垂直于角度标定工具的标定物所在的竖直坐标面并通过其中心孔，收光装置包括耦合器和光纤，耦合器输出光纤接入可见光标定光源，调节收光耦合器的位置和倾角，使经该耦合器出射的可见光穿过角度标定工具水平横轴上的参量光光线定位孔；继续调整可见光，直至穿过参量光光线定位孔后的光线再同时经过晶体中心出光点，即主光线和参量光光线在晶体中心的交点，从而确定参量光的光线走向。

本发明还公开一种使用上述的角度标定工具进行调试的方法，用于标定系统中参量光光线的走向，包括下述步骤：

首先放置好标定系统，标定系统包括依次放置的泵浦光源、晶体、角度标定工具、收光装置、可见光标定光源；

将角度标定工具置于主光线方向上某一位置处，按照计算确定参量光光线定位孔与中心孔之间的距离，在角度标定工具的标定物的水平横轴上开中心孔及参量光光线定位孔，使主光线垂直于角度标定工具的标定物所在的竖直坐标面并通过其中心孔；

收光装置包括耦合器和光纤，耦合器输出光纤接入可见光标定光源，调节收光耦合器的位置和倾角，使经该耦合器出射的可见光穿过角度标定工具水平横轴上的参量光光线定位孔，继续调整可见光，直至穿过参量光光线定位孔后的光线再同时经过晶体中心出光点，即主光线和参量光光线在晶体中心的交点，从而确定参量光的光线走向；

上述粗调结束后，将耦合器输出光纤接入到单光子探测器，采集单光子探测器输出的电脉冲信号，观察成功耦合的参量光光子计数，撤去角度标定工具，并根据光子计数值进一步细调耦合器的倾角，使得光子计数值上升，即完成具有一定夹角的不可见光耦合收光调节。