雷射通信跟蹤系統中的精跟蹤子系統的製作方法
2023-05-27 05:25:31 3
專利名稱：雷射通信跟蹤系統中的精跟蹤子系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及自由空間雷射通信系統中的精跟蹤子系統
背景技術：
雷射通信的跟蹤系統分為粗跟蹤系統和精跟蹤系統兩個子系統，本發明就是雷射通信跟蹤系統中的精跟蹤子系統。現有的雷射通信用跟蹤系統中的精跟蹤子系統是依靠壓電陶瓷即PZT來驅動的，如圖1所示，該系統是通過二維PZT驅動器9來驅動二維傾斜鏡10，二維傾斜鏡10將入射雷射束8反射到四象限光電探測器11，通過四象限光電探測器11把光信號轉換成電信號送給控制系統12，再由控制系統12輸出控制信號給二維PZT驅動器9，由二維PZT驅動器9調整二維傾斜鏡10的位置，從而實現了對雷射源的精跟蹤；圖1系統的優點是體積小、精度高、響應速度快；缺點是工作範圍小，目前的PZT式高精度跟蹤系統的最大工作範圍為7′，很容易丟失光源，而且成本很高。(參考文獻嶽冰，楊文淑，傅承毓空間光通信中的快速傾斜鏡精跟蹤實驗系統光電工程第29卷第3期2002年6月)
發明內容
如圖2所示，本發明提供的雷射通信跟蹤系統的精跟蹤子系統的構成有1為振鏡電機，2為掃描鏡，3為掃描鏡，4為振鏡電機，5為F-θ透鏡，6為高幀頻相機，7為控制系統。本發明利用振鏡電機1、掃描鏡2、掃描鏡3、振鏡電機4構成二維振鏡組，替代了圖1中的二維PZT驅動器1和二維傾斜鏡2來完成在二維空間的位置移動；F-θ透鏡5會聚雷射束8後成像在高幀頻相機6，替代了圖1中四象限光電探測器3。其中振鏡電機1帶動掃描鏡2實現在X方向上對雷射束8的掃描，振鏡電機4帶動掃描鏡3實現在Y方向上對雷射束8的掃描，F-θ透鏡5對雷射束8進行聚焦產生光斑，高幀頻相機6檢測聚焦後的光斑位置，控制器7對光斑位置信息進行讀取和處理，輸出控制信號返回來驅動振鏡電機1和振鏡電機4繼續帶動掃描鏡2和掃描鏡3來工作，從而完成了雷射跟蹤過程中的精跟蹤部分。
有益效果本發明的目的是對現有的精跟蹤子系統進行改進，提供一種工作範圍大、成本低的精跟蹤子系統。其優點在於採用了技術成熟的二維掃描振鏡組代替了由二維PZT驅動器1驅動的二維傾斜鏡2，二維振鏡組再和F-θ透鏡5組成新微調機構。本發明的精跟蹤子系統在保證跟蹤精度和跟蹤速度的同時，擴大了跟蹤範圍，最大跟蹤範圍可達±5°，而且使成本可以降低到原來的35％--40％。
圖1是現有精跟蹤系統的結構示意圖。9為二維PZT驅動器、10為二維傾斜鏡、11為四象限光電探測器、12為控制系統 圖2是本發明的精跟蹤系統的結構示意圖。1為振鏡電機，2為掃描鏡，3為掃描鏡，4為振鏡電機，5為F-θ透鏡，6為高幀頻相機，7為控制系統，8為入射雷射束
具體實施例方式 附圖2示的結構是本發明的實施例。圖中，1為TL-8203振鏡電機，2為Φ12掃描鏡，3為Φ12掃描鏡，4為TL-8203振鏡電機，5為焦距30mm的F-θ透鏡，6為M60高幀頻相機，7為控制系統，8為入射雷射束。
系統完成粗跟蹤工作後進入到精跟蹤系統的雷射束，利用振鏡電機1、掃描鏡2、掃描鏡3、振鏡電機4構成二維振鏡組，完成在二維空間的位置移動，二維振鏡組再和F-θ透鏡5組成新微調機構，F-θ透鏡5會聚雷射束後成像在高幀頻相機6上，高幀頻相機6檢測聚焦後的光斑位置，控制器7對光斑位置信息進行讀取和處理，輸出控制信號返回來驅動振鏡電機1和振鏡電機4繼續帶動掃描鏡2和掃描鏡3來工作，從而完成了雷射跟蹤過程中的精跟蹤部分。
經測試本發明的最大跟蹤範圍可達±5°，而且使成本可以降低到原來的35％--40％。
權利要求
1.雷射通信跟蹤系統中的精跟蹤子系統其特徵在於，其構成有(1)振鏡電機，(2)掃描鏡，(3)掃描鏡，(4)振鏡電機，(5)F-θ透鏡，(6)高幀頻相機，(7)控制系統；其中振鏡電機(1)帶動掃描鏡(2)實現在X方向上對雷射束(8)的掃描，振鏡電機(4)帶動掃描鏡(3)實現在Y方向上對雷射束(8)的掃描，F-θ透鏡(5)對雷射束(8)進行聚焦產生光斑，高幀頻相機(6)檢測聚焦後的光斑位置，控制器(7)對光斑位置信息進行讀取和處理，輸出控制信號返回來驅動振鏡電機(1)和振鏡電機(4)繼續帶動掃描鏡(2)和掃描鏡(3)來工作，從而完成了雷射跟蹤過程中的精跟蹤部分。
全文摘要
本發明涉及自由空間雷射通信系統中的精跟蹤子系統，雷射通信跟蹤系統的精跟蹤子系統有1為振鏡電機，2為掃描鏡，3為掃描鏡，4為振鏡電機，5為F-θ透鏡，6為高幀頻相機，7為控制系統。本發明利用振鏡電機1、掃描鏡2、掃描鏡3、振鏡電機4構成二維振鏡組，完成在二維空間的位置移動，再由二維振鏡組和F-θ透鏡5組成新微調機構從而使本發明的精跟蹤子系統在保證跟蹤精度和跟蹤速度的同時，擴大了跟蹤範圍，最大跟蹤範圍可達±5°，而且使成本可以降低到原來的35％-40％。
文檔編號G02B26/10GK101226276SQ200810050288
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月22日 優先權日2008年1月22日
發明者姜會林, 張立中, 李永亮, 孟立新 申請人:長春理工大學