[发明专利]可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统及方法

说明书

本发明涉及一种激光测量用单光路光学系统，具体涉及一种可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统及方法。本发明的目的是解决现有激光远近场测量中存在需要分光元件、两套成像镜头以及两台相机，成本昂贵，经济性差的技术问题，提供一种可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统及方法。本发明将透射过近场成像镜头中最靠近CCD探测器的透镜的激光采集作为近场，将经该透镜二次反射再到CCD探测器探测面的光束采集作为远场，实现了利用单一光路和单CCD探测器同时测量激光远近场参数的目的。不再需要分光元件，只利用单一光路、单一镜头和单探测器实现了以往需要双光路、双镜头和双探测器才能实现的远近场参数测量，节省了一半的成本，经济性良好。

技术领域

本发明涉及一种激光测量用单光路光学系统，具体涉及一种可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统及方法。

背景技术

高能激光系统由于需要经常调试和维护，需要利用激光的远场和近场测量数据实现光路迅速自动准直，从而使激光装置工作在设计状态。现有的激光远近场同时测量光学系统，如图1所示，对于激光的远近场测量是利用分光元件01将待测激光分为两路，分别由近场成像镜头02成像至近场相机03和由远场成像镜头04成像至远场相机05，从而实现激光位置及其指向参数的获取。该方法虽然能够实现激光准直，但测量中需要分光元件和两套成像镜头以及两台相机，成本比较昂贵，经济性较差，不利于市场化应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有激光远近场测量中存在需要分光元件、两套成像镜头以及两台相机，成本昂贵，经济性较差的技术问题，提供一种可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明还提供一种可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统，其特殊之处在于：

包括沿激光传输方向依次同轴设置的光阑、近场成像镜头和CCD探测器；

所述光阑中心设置有十字形遮挡条，用于提供远近场参考位置基准；

所述近场成像镜头为望远镜头结构，包括沿激光传输方向依次同轴设置的多片透镜；

所述CCD探测器的探测面相对光阑共轭成像，且近场成像镜头中最靠近CCD探测器一侧的透镜的二阶鬼光焦点位于CCD探测器的探测面上。

进一步地，所述光阑的通光孔径为方形或圆形。

本发明还提供一种可实现激光远近场同时测量的方法，其特殊之处在于：

基于上述的可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统，包括以下步骤：

1)将所述可实现激光远近场同时测量的单光路光学系统，对准待测激光光路；

2)使待测激光依次经光阑、近场成像镜头和CCD探测器，在CCD探测器的探测面上相对光阑共轭成像，实现近场a的参数采集，同时CCD探测器将待测激光近场a的参数数据反馈给待测激光的激光准直系统；

3)利用近场成像镜头中最靠近CCD探测器一侧透镜的二阶剩余反射鬼光进行远场参数测量，实现远场b的参数采集，同时CCD探测器将待测激光远场b的参数数据反馈给待测激光的激光准直系统；

4)初调激光系统，标记调试好的激光系统对应的待测激光近场和远场，分别作为近场基准位置a₀和远场基准位置b₀；