基于辅助光源的激光发射轴与机械基准面同轴度测量方法

摘要

基于辅助光源的激光发射轴与机械基准面同轴度测量方法。本发明涉及测量领域，它解决了在光束发散角小、指向控制精度要求高的光学测试系统中，激光发射轴与机械基准面的夹角需要严格测出，目前并无方法对其进行测量的问题。步骤如下：首先探测被测激光发射系统出射光斑；其次安装小孔光阑；之后安装辅助光源进行反射光斑的探测；最终得出方向角度偏差和俯仰角度偏差。基于辅助光源及分光系统，利用焦平面成像法将测量精度提高到0.1μrad以上，同时最小测量范围不受成像光斑大小的限制。

主权项

1.基于辅助光源的激光发射轴与机械基准面同轴度测量方法，其特征在于它的步骤如下：步骤一：探测被测激光发射系统(9)出射光斑：被测激光发射系统(9)发出激光光束，激光光束经过长焦平行光管(1)聚焦，聚焦后被测激光光束照射在长焦平行光管(1)出光口与焦点之间的1∶1分光器(3)上，50％被测激光光束经分光器(3)反射聚焦于CCD探测器(4)上，并记录成像光斑位置为A(x1，y1)，另50％被测激光光束在成像屏(5)上成点像，通过显微CCD探测器(7)对光斑位置进行记录；步骤二：安装小孔光阑：关闭激光发射系统，将成像屏(5)移除，替换具有小孔的遮光板(6)，通过显微CCD探测器(7)所记录的光斑位置准确调整小孔中心位置，使小孔位置与光斑位置重合；步骤三：安装辅助光源(8)进行反射光斑的探测：移除显微CCD探测器(7)，替换为辅助光源(8)，辅助光源(8)的光束通过小孔和长焦平行光管(1)照射到被测机械基准面(10)上，将高精度平面镜(2)的反射面粘接于被测机械基准面(10)，长焦平行光管(1)出射光经高精度平面镜(2)反射后，将在CCD探测器(4)的光敏面上成像，记录成像光斑位置为B(x2，y2)；步骤四：得出方向角度偏差和俯仰角度偏差：被测激光发射系统(9)的法线与被测机械基准面(10)法线沿方位轴方向角度偏差α、俯仰角度偏差β分别为：α＝(x2-x1)/F，β＝(y2-y1)/F其中F为长焦平行光管(1)的焦距。