三束光线两两垂直的调整方法

摘要

本发明公开了一种具有通用性的三束光线两两垂直的调整方法，先由准直激光产生三束平行误差在0.2弧秒以下的相互平行的光线，调整设置在三束平行光线光路中三个带有二维微调装置的平面反射镜的位置，直至三束平行光线在角度探测器上的读数相同，使得三个平面反射镜两两垂直，构成空心角锥棱镜；然后结合调整空心角锥棱镜的整体位置和设置在三束平行光线的光路中的两个二维可调小平面反射镜的位置，使得其中两束平行光线经这两个二维可调小平面反射镜反射的光线和第三束平行光线在角度探测器上的读数为0，得到三束两两垂直的光线。本发明的调整方法不需要通过精确的角度调整至90°，避免角度测量误差，调整方便，精度高，优于0.2弧秒。

主权项

一种三束光线两两垂直的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)由激光器发出的准直激光，经过第一偏振分光器得到第一垂直线偏振光和第一平行线偏振光，所述的第一垂直线偏振光透过第一λ/4波片变成第一圆偏振光，第一λ/4波片的快轴与第一垂直线偏振光的偏振方向的夹角为45°；所述的第一平行线偏振光透过第二λ/4波片变成第二圆偏振光，第二λ/4波片的快轴与第一平行线偏振光的偏振方向的夹角为45°；所述第二圆偏振光经过第二偏振分光器得到第二垂直线偏振光和第二平行线偏振光，所述第二平行线偏振光经第一二维可调小平面反射镜反射后得到第三出射光束，采用光线平行调整的方法进行调整，使得第一圆偏振光、第二垂直线偏振光和第三出射光束为三束平行误差在0.2弧秒以下的相互平行的光线；其中，第一圆偏振光为第一束平行光线，第二垂直线偏振光为第二束平行光线，第三出射光束为第三束平行光线；(2)用挡光纸板遮住第三束平行光线，在第一束和第二束平行光线的光路中，放置带有二维微调装置的第一平面反射镜和带有二维微调装置的第二平面反射镜，使得第一束平行光线经第一和第二平面反射镜两次反射后沿第二束平行光线的出射光路逆向返回，并经过第一偏振分光器90°反射，透过透镜入射到角度探测器上；同样，也使得第二束平行光线经第二和第一平面反射镜两次反射后沿第一束平行光线的出射光路逆向返回，并透过第一偏振分光器和所述透镜入射到所述角度探测器上；其中，所述的第一和第二平面反射镜的夹角粗调为近似90°；(3)细调第一和第二平面反射镜的夹角，记录下第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数；重复细调操作若干次，直至第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数相同，此时，第一和第二平面反射镜呈90°拼接；(4)将第一和第二平面反射镜固定后整体旋转，增加带有二维微调装置的第三平面反射镜，使第三和第一平面反射镜取代步骤(2)中的第一和第二平面反射镜，置于第一束和第二束平行光线的光路中，细调第三和第一平面反射镜的夹角，记录下第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数；重复细调操作若干次，直至第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数相同，此时，第三和第一平面反射镜呈90°拼接；将第三平面反射镜与第一和第二平面反射镜固定在一起；(5)将固定好的第一、第二和第三平面反射镜整体旋转，使第三平面反射镜和第二平面反射镜取代步骤(2)中的第一和第二平面反射镜，置于第一束和第二束平行光线的光路中，微调第三和第二平面反射镜的夹角，记录下第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数；重复细调操作若干次，直至第一束和第二束平行光线在角度探测器上的读数相同，此时，第二和第三平面反射镜呈90°拼接；至此，第一、第二和第三平面反射镜两两相互垂直构成一空心角锥棱镜；(6)撤走遮住第三束平行光线的挡光纸板，用挡光纸板遮住第一束和第二束平行光线，旋转调整所述空心角锥棱镜的位置，使得第三束平行光线直接入射到所述空心角锥棱镜的第一平面反射镜上，第三束平行光线与其入射的第一平面反射镜的夹角粗调为近似90°；整体旋转微调所述空心角锥棱镜的位置，使得第三束平行光线被所述空心角锥棱镜的第一平面反射镜反射后，再次被第一二维可调小平面反射镜反射，透射经过第二偏振分光器和第二λ/4波片后，再经第一偏振分光器反射，经所述透镜汇聚后，在所述角度探测器上的读数为0；(7)撤走遮住第二束平行光线的挡光纸板，用挡光纸板遮住第一束和第三束平行光线，在第二束平行光线的光路上增加第二二维可调小平面反射镜，第二束平行光线经过第二二维可调小平面反射镜反射后的光线为第四束光线，其中第二二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第三平面反射镜的夹角近似为90°，第二二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第二平面反射镜的夹角近似为45°；细调第二二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第三平面反射镜的夹角以及第二二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第二平面反射镜的夹角，使得第四束光线经过所述空心角锥棱镜的第二平面反射镜逆向反射，再通过第二二维可调小平面反射镜反射后的光线经第二偏振分光器反射，透过第二λ/4波片，再经第一偏振分光器反射后的光线，经所述透镜汇聚在所述角度探测器上的读数也为0；(8)撤走遮住第一束平行光线的挡光纸板，用挡光纸板遮住第二束和第三束平行光线，在第一束平行光线的光路上增加第三二维可调小平面反射镜，第一束平行光线经过第三二维可调小平面反射镜反射后的光线为第五束光线，其中第三二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第三平面反射镜的夹角近似为45°，第三二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第一平面反射镜的夹角近似为45°；细调第三二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第三平面反射镜的夹角以及第三二维可调小平面反射镜与所述空心角锥棱镜的第一平面反射镜的夹角，使得第五束光线入射到所述空心角锥棱镜的第三平面反射镜上逆向反射后，被第三二维可调小平面反射镜反射后的光线经过第一λ/4波片后，经第一偏振分光器透射后的光线，经所述透镜汇聚在所述角度探测器上的读数也为0；(9)撤去空心角锥棱镜和挡光纸板，第四束光线、第三束平行光线和第五束光线两两相互垂直。