[发明专利]一种单光路精确测量近远场基准与准直装置

说明书

一种单光路精确测量近远场基准与准直装置。在本发明中光路采用镀膜不同的双透镜，通过第一透镜内光的透射与反射，之后的光再通过第二透镜，分别可以在光路后的高分辨率CCD中呈现精确的近场(经过双透镜后缩小的图像)和远场(无穷远处聚焦)的光斑图像。而此时的近场和远场图像呈现在了同一幅图像之中。该装置较传统准直基准装置来说，结构简单，且准直结果同样精确，并且易于实现。通过此方法准直激光的光路，可以简化准直系统的设计方案，通过单一CCD便可以同时采集光路中精确的近远场图像，以此来达到快速准直光路的目的。

技术领域

本发明涉及激光光路的自动准直以及近远场的精确测量，特别是一种单光路精确测量近远场基准与准直装置。

背景技术

在激光系统中，往往需要输出的激光光束方向指向性较好，因此相应采用高精度计算机来控制的大型光路准直系统应运而生。在使用前我们需要对光路进行准直，又因系统的整体空间是固定的，随着元器件的数量的不断增多，留给准直系统的空间便相对减少，由于传统的近远场分离式准直系统，结构复杂，器件要求多，以往的复杂多器件自动准直系统不再满足需求，因此迫切的需要模块化和复杂度较低的准直系统来提高大型激光系统的准直速度和效率。

发明内容

本发明的目的是基于现有技术中存在的上述问题，提供一种单光路精确测量近远场基准与准直装置，该装置为大型激光光路准直系统提供了一种复杂度较低，准直效率较高的理想选择。

本发明的技术解决方案如下：

一种单光路精确测量近远场基准与准直装置，其特征在于包括下列步骤：

①该装置包括沿待准直光输入方向依次排列的，第一透镜(在透镜两侧镀半透半反膜)、第二透镜(在透镜两侧镀高透膜)、CCD。

②所述的第二透镜位于第一透镜像方焦点之后，且两透镜共焦(第一透镜的焦距大于第二透镜的焦距)，即第一透镜的像方焦点与第二透镜的物方焦点重合，所述的第二透镜的像方焦点位于CCD的像面之上，所述的第一透镜和第二透镜的光轴与CCD像面的法线平行。

③所述的第一透镜与第二透镜共光轴，且所述的CCD的像面中心位置位于第一透镜与第二透镜的光轴之上。

本发明单光路精确测量近远场基准与准直装置的双透镜共光轴，其光轴所确定的直线即为装置的基准。当光束的近场光斑图像和远场光斑图像的质心点与基准点重合，再通过半径对比和椭圆拟合后的长短轴插值法微调即可实现光路的自动准直。

对与激光系统准直过程中光束近场中心的识别，可以通过轮廓边缘检测并求取质心位置与基准的插值来识别与调节光路；对于光束的远场中心来说，其位于近场光斑图像内，由于在此区域同时内叠加了近场光斑与远场光斑，此时远场光斑的图像强度会很高，易于探测，通过图像处理，过滤近场边缘提取远场图像，检测其边缘轮廓并通过质心位置与基准的偏差来达到远场光路的准直。

本发明的优点：

1、本发明能够通过单一CCD同时精确测量激光光斑的近远场图像并以此来准直。

2、本发明相比较传统的准直系统来说能够快速有效的实现光路的自动准直。

3、本发明相比较传统准系统来说采用元器件数较少，结构更简单，更适合大型激光装置的基准检测与准直。

附图说明

图1为本发明一种单光路精确测量近远场基准与准直装置原理图。

图中：

1-第一透镜(在透镜两侧镀半透半反膜)；

2-第二透镜(在透镜两侧镀高透膜)；

3-CCD；

4-计算机

图2:第一透镜(在透镜两侧镀半透半反膜)参数详解