一种光束方位和偏振角度共光路检测装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于光电位置传感器的光束方位-偏振角度共光路检测装置及方法，利用侧向偏移偏振分光棱镜对入射光束进行整形，输出光强成比例的正交平行偏振光，实现非接触的空间位置姿态传递功能；接收系统利用自带编码器的旋转电机带动检偏器以恒定角速度旋转检测信标光偏振，利用PSD横向光电效应测量信标光光点成像位置，根据成像原理反推信标光束方位坐标；利用入射光强在PSD表面会聚产生的光电流检测入射光强度，与旋转电机瞬时反馈的角度比较，经相敏检波处理后获得信标光束同步偏振角信息，完成信标光跟踪与基矢角调节在同一光路、同一器件上、同时检测的功能，本发明有益效果是结构简单、器件精简，适合多维角度测量需要。

主权项

一种光束方位和偏振角度共光路检测装置，它包括信标光电源(1)、激光器(2)、准直透镜(3)、侧向位移偏振分光棱镜(4)、检偏器(5)、带编码器的旋转电机(6)、透镜(7)、PSD传感器(8)、PSD处理电路(9)、方位角显示器(10)、俯仰角显示器(11)、偏振基矢角显示器(12)、接收系统电源(13)、两维跟踪转台(16)、转台控制器(17)和上位机(18)，其特征在于：所述的装置中采用了PSD传感器(8)来检测光束方位和偏振角度；激光器(2)发出的部分线偏振光经准直透镜(3)整形后输出到侧向位移偏振分光棱镜(4)中，侧向位移偏振分光棱镜(4)将光束分解成光束A和光束B两束正交平行偏振光，两束正交偏振光束经长距离传输后，携带了光学发射系统的方位、偏振信息，通过检偏器(5)进行调制检偏，调制检偏后的信标光经透镜(7)会聚到PSD传感器(8)上，PSD传感器(8)根据入射光强分别利用其横向光电效应检测信标光点的实际位置，利用光电转换效应测量其信标光点产生的总的光生电流，光生电流经PSD处理电路(9)处理后输出三维角度信息，测量数据处理后送方位角显示器(10)、俯仰角显示器(11)和偏振基矢角显示器(12)显示，并通过串口总线方式送转台控制器(17)完成两维跟踪转台(16)的跟踪调节功能，另外将数据送上位机(18)做后续记录处理。