一種雷射光束空間精確定位方法
2023-04-25 01:10:06
專利名稱：一種雷射光束空間精確定位方法
技術領域：
本發明涉及雷射光束的空間形態調整領域，特別涉及一種雷射光束空間精確定位方法。
背景技術：
對要求定位精度100微米級甚至數十微米級別的長光程複雜光學系統的調試，通常採取提高加工精度和較高的形位公差要求，保障光束通過的位置準確性，更高的要求一般在反射或者折射光路中增加若干個維度可微調的機構，通過調整這些機構實現光束位置確定，這種方法屬於開環調整法。該方法的缺點是從毫米級別的位置調整需要反覆調整來實現位置精度，這樣工作效率低，對調試人員的經驗要求較高，對於要批量生產的複雜光學系統是不適應的。傳統的光束精確調整方法存在的問題急需得到解決。
發明內容
本發明的目的在於，為解決上述問題，本發明提出一種雷射光束空間精確定位方法來提高定位的精度為實現上述發明目的，本發明提出一種雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於， 至少一束雷射入射至第一反射鏡，所述第一反射鏡將雷射光束反射至第二反射鏡，所述第二反射鏡將反射過來的雷射光束反射，使得第二反射鏡反射過來的雷射光束穿過對應地工裝組中的工裝孔，實現雷射光束精確定位；其中，雷射光束數與工裝組數相等，所述工裝組包括第一工裝和第二工裝，所述第一工裝的孔中心與第二工裝的孔中心在一條直線上，該直線與第一工裝的孔底面垂直。優選地，所述第一工裝的孔徑和第二工裝的孔徑大小相等。所述第一工裝的壁厚和第二工裝的壁厚大小相等。為實現上述發明目的，本發明還提出一種雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，至少一束雷射通過透鏡，調整透鏡的位置使透射過來的光束會聚後，會聚光束先後通過一個會聚工裝組中的第一工裝孔和第二工裝孔來實現雷射光束精確定位；其中，所述會聚工裝組包括第一工裝和第二工裝，所述第一工裝的孔中心與第二工裝的孔中心在一條直線上，該直線與第一工裝的孔底面垂直，透鏡的聚焦點為第一工裝孔中心與第二工裝孔中心距離的中點。優選地，所述第一工裝的孔徑和第二工裝的孔徑大小相等。所述第一工裝的壁厚和第二工裝的壁厚大小相等。本發明具備如下幾個優點(1)本發明是對於雷射空間位置的定位，通過採用上述調試工裝或組合進行調整， 在配合功率計以及控制定位孔精度的情況下可以使兩束平行雷射的平行度達到0. 05mm以內。單束雷射的位置定位可以達到0.05mm。可以推廣應用於一般光路的平行光束定位調整。如，通常的點光源發出的錐形光束經過準直系統後，形成平行光束，這種平行光束具有雷射束相近的直線特徵。在需要對這種平行光光路方向或者位置精確定位的系統中，本發明所述的工裝在比例、尺寸相應放大或縮小後，能夠用於輔助調試。(2)本發明的技術方案可以對所激發物質信號整體強度的重複調整影響。通過該種方式進行調整可以使得對於每次調整被激發物質產生信號的整體強度達到相同的狀態， 整體強度波動範圍在5%以內。(3)這種調試方法調試速度要更快，對經驗依賴性大大降低，對機構的尺寸精度、 形位公差要求等機械加工要求也可降低，因而也可降低加工成本、提高成品率，適合批量生產複雜光學系統的應用場合。當然，在同樣設計可微調機構、保證較高的加工精度的條件下，本專利的應用將使得長光程複雜光學系統的調試更為方便、快捷、提高效率。
圖1為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之單束雷射光束空間精確定位方法基本原理圖；圖2為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之多束雷射光束空間精確定位方法基本原理圖；圖3為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之會聚雷射光束空間精確定位方法基本原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明的技術方案進行進一步詳細的說明。如圖1所示，圖1為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之單束雷射光束空間精確定位方法基本原理圖。雷射束1在空間中通過反射鏡2和反射鏡3旋轉和俯仰調節使光線1通過工裝4的孔和工裝5的孔，根據兩點確定一條直線，可以對單束雷射進行定位。如圖2所示，圖2為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之多束雷射光束空間精確定位方法基本原理圖。以兩束平行雷射為例，首先將雷射束6在空間中通過反射鏡7 和反射鏡8旋轉和俯仰調節使光線6通過工裝9的孔和工裝10的孔，其次將雷射束11在空間中通過反射鏡12和反射鏡13旋轉和俯仰調節使光線11通過工裝14的孔和工裝15 的孔，保證工裝9和工裝10的兩個孔連線與工裝14和工裝15的兩個孔連線保持平行，就可以對兩束雷射的平行進行定位，同理，兩束異面雷射束與多束雷射束也可以用這種方法進行定位。如圖3所示，圖3為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之會聚雷射光束空間精確定位方法基本原理圖。雷射束16通過透鏡17後，通過調整透鏡17的前後左右，使光束會聚到工裝18的孔中，並且從工裝19的孔中透射出來，通過工裝18和工裝19可以對會聚光束進行定位，同理兩束平行或者異面的雷射束與多束雷射束也可以用這種方法進行定位。(1)雷射光束的定位精度主要包含兩個方面①單束雷射和平行雷射束定位精度如圖1所示，圖1為本發明的一種雷射光束空間精確定位方法之單束雷射光束空
4間精確定位方法基本原理圖。光束1通過工裝4和工裝5的小孔，假設光束1的光束直徑為a，工裝4的小孔孔徑為b，工裝5的小孔孔徑為c，工裝4壁厚為d，工裝5壁厚為e，兩孔之間的距離為f，那麼我們可以得出最大的傾斜角為
權利要求
1.一種雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，至少一束雷射入射至第一反射鏡， 所述第一反射鏡將雷射光束反射至第二反射鏡，所述第二反射鏡將反射過來的雷射光束反射，使得第二反射鏡反射過來的雷射光束穿過對應地工裝組中的工裝孔，實現雷射光束精確定位；其中，雷射光束數與工裝組數相等，所述工裝組包括第一工裝和第二工裝，所述第一工裝的孔中心與第二工裝的孔中心在一條直線上，該直線與所述第一工裝的孔底面垂直。
2.根據權利要求1所述的雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，所述第一工裝的孔徑和第二工裝的孔徑大小相等。
3.根據權利要求1所述的雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，所述第一工裝的壁厚和第二工裝的壁厚大小相等。
4.一種雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，至少一束雷射通過透鏡，調整透鏡的位置使透射過來的光束會聚後，會聚光束先後通過一個會聚工裝組中的第一工裝孔和第二工裝孔來實現雷射光束精確定位；其中，所述會聚工裝組包括第一工裝和第二工裝，所述第一工裝的孔中心與第二工裝的孔中心在一條直線上，該直線與所述第一工裝的孔底面垂直，透鏡的聚焦點為第一工裝孔中心與第二工裝孔中心距離的中點。
5.根據權利要求4所述的雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，所述第一工裝的孔徑和第二工裝的孔徑大小相等。
6.根據權利要求4所述的雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，所述第一工裝的壁厚和第二工裝的壁厚大小相等。
全文摘要
本發明涉及一種雷射光束空間精確定位方法，其特徵在於，至少一束雷射入射至第一反射鏡，所述第一反射鏡將雷射光束反射至第二反射鏡，所述第二反射鏡將反射過來的雷射光束反射，使得第二反射鏡反射過來的雷射光束穿過對應地工裝組中的工裝孔，實現雷射光束精確定位；其中，雷射光束數與工裝組數相等，所述工裝組包括第一工裝和第二工裝，所述第一工裝的孔中心與第二工裝的孔中心在一條直線上，該直線與所述第一工裝的孔底面垂直。
文檔編號G02B7/02GK102279455SQ20111017676
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者孫丹, 崔海濤, 常海龍, 龐曉東, 王守山, 範志永, 許正光, 陳惠民, 霍梅春, 高寧 申請人:公安部第一研究所, 北京中盾安民分析技術有限公司