一种激光器离线调试装置的调试方法转让专利

申请号 : CN202011459953.6

文献号 : CN112563865B

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发明人 : 李旭东闫仁鹏陈德应樊荣伟董志伟

申请人 : 哈尔滨工业大学

摘要 :

一种激光器离线调试装置及调试方法,属于激光器调试技术领域。两组调试机构镜像设置,激光器发射的激光经第一反射镜、第二反射镜后平行反射至谐振腔镜,谐振腔镜的反射光经第三反射镜反射后进入CCD相机的中心,CCD相机的信号输出端与电脑连接。在谐振腔镜位置处安装辅助镜片;调试激光器的谐振腔获得最佳输出;依次摆放各部件;调整第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜位置和角度;调整小孔光阑的位置;将CCD相机连接到电脑上,在电脑上记录两组光斑位置;取下辅助镜片,放置谐振腔镜后调节角度,使反射光成像到上述光斑位置。本发明解决了军用激光器谐振腔镜片难以最佳化调试的缺点,调试方便且节省了调试时间,调试精度更高。

权利要求 :

1.一种激光器离线调试装置的调试方法,所述方法是通过调试装置实现的,所述调试装置包括电脑(8)以及两组调试机构;所述两组调试机构镜像设置且每组调试机构均包括激光器(1)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、CCD相机(5)、第三反射镜(6)以及谐振腔镜(7);所述激光器(1)发射的激光经第一反射镜(2)反射至第二反射镜(3)后再反射至谐振腔镜(7),激光器(1)发射的激光与第二反射镜(3)反射至谐振腔镜(7)的反射光平行;所述谐振腔镜(7)的反射光经第三反射镜(6)反射后进入CCD相机(5)的中心,谐振腔镜(7)的反射光与第三反射镜(6)的反射光垂直;两组调试机构的CCD相机(5)的信号输出端均与电脑(8)连接;其特征在于:所述方法包括如下步骤:S1:在两处谐振腔镜(7)的位置处安装辅助镜片;

S2:调试激光器(1)的谐振腔,使激光器(1)获得最佳输出;

S3:依次摆放激光器(1)、第一反射镜(2)、第二反射镜(3)、小孔光阑(4)、CCD相机(5)、第三反射镜(6)以及电脑(8);

S4:调整第一反射镜(2)以及第二反射镜(3)的位置和角度,使激光器(1)发射的激光与第二反射镜(3)反射至谐振腔镜(7)的反射光平行;

S5:调整第三反射镜(6)的位置和角度,使谐振腔镜(7)的反射光经第三反射镜(6)反射后进入CCD相机(5)的中心;

S6:再次调整第二反射镜(3)的角度,并调整小孔光阑(4)的位置,使第二反射镜(3)的反射光由小孔光阑(4)中心入射后,再由对应的谐振腔镜(7)反射后对称照射到所述小孔光阑(4)上;

S7:将CCD相机(5)连接到电脑(8)上,S8:在电脑(8)上记录两个CCD相机(5)采集到的两组调试机构的光斑位置,分别记为位置I和位置II;

S9:取下辅助镜片,将待调试的两个谐振腔镜(7)分别放置在对应的位置处;

S10:调节两个谐振腔镜(7)的角度,使其反射到对应的CCD相机(5)中心的反射光成像到S8所述的对应的位置I或位置II;

S11:观察S10所述的位置I或位置II与S8所述的位置I或位置II的光斑位置是否一致;

若二者一致,则结束调整;若二者不一致,则重复S10。

2.根据权利要求1所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述激光器(1)发射He‑Ne激光。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述第一反射镜(2)、第二反射镜(3)以及第三反射镜(6)均为平面镜。

4.根据权利要求1或2所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述激光器(1)与对应的谐振腔镜(7)之间的光程大于1.5m。

5.根据权利要求1或2所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述第二反射镜(3)与对应的谐振腔镜(7)之间设有小孔光阑(4)。

6.根据权利要求5所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述小孔光阑(4)的孔径小于1mm。

7.根据权利要求6所述的一种激光器离线调试装置的调试方法,其特征在于:所述CCD相机(5)的分辨率不低于2592×2048。

说明书 :

一种激光器离线调试装置的调试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种激光器离线调试装置及调试方法,属于激光器调试技术领域。

背景技术

[0002] 军用激光器具备良好的稳定性和可靠性,可以在振动和温度变化大以及极其恶劣的环境下稳定工作,因此在军用激光器中谐振腔调整不适用使用普通的二维光学调整架。
现今通常的做法是将谐振腔镜片粘在设计加工好的谐振腔镜架上,然后通过在谐振腔镜架
与激光器底板之间垫设不同厚度的垫片,来实现谐振腔镜片的角度调整,同时根据输出功
率情况来判断镜片调试的最佳化。
[0003] 此种方法调节的谐振腔虽然稳定性高,不易失调,但由于需要激光器在线工作,因此给调试过程带来了很多不便。尤其是同时对两个谐振腔镜片进行调到最佳时,操作非常
困难。

发明内容

[0004] 为解决背景技术中存在的问题,本发明提供一种激光器离线调试装置及调试方法。
[0005] 实现上述目的,本发明采取下述技术方案:一种激光器离线调试装置,包括电脑以及两组调试机构;所述两组调试机构镜像设置且每组调试机构均包括激光器、第一反射镜、
第二反射镜、CCD相机、第三反射镜以及谐振腔镜;所述激光器发射的激光经第一反射镜反
射至第二反射镜后再反射至谐振腔镜,激光器发射的激光与第二反射镜反射至谐振腔镜的
反射光平行;所述谐振腔镜的反射光经第三反射镜反射后进入CCD相机的中心,谐振腔镜的
反射光与第三反射镜的反射光垂直;两组调试机构的CCD相机的信号输出端均与电脑连接。
[0006] 本发明的一种激光器离线调试装置的调试方法,所述方法包括如下步骤:
[0007] S1:在两处谐振腔镜的位置处安装辅助镜片;
[0008] S2:调试激光器的谐振腔,使激光器获得最佳输出;
[0009] S3:依次摆放激光器、第一反射镜、第二反射镜、小孔光阑、CCD 相机、第三反射镜以及电脑;
[0010] S4:调整第一反射镜以及第二反射镜的位置和角度,使激光器发射的激光与第二反射镜反射至谐振腔镜的反射光平行;
[0011] S5:调整第三反射镜的位置和角度,使谐振腔镜的反射光经第三反射镜反射后进入CCD相机的中心;
[0012] S6:再次调整第二反射镜的角度,并调整小孔光阑的位置,使第二反射镜的反射光由小孔光阑中心入射后,再由对应的谐振腔镜反射后对称照射到所述小孔光阑上;
[0013] S7:将CCD相机连接到电脑上,
[0014] S8:在电脑上记录两个CCD相机采集到的两组调试机构的光斑位置,分别记为位置I和位置II;
[0015] S9:取下辅助镜片,将待调试的两个谐振腔镜分别放置在对应的位置处;
[0016] S10:调节两个谐振腔镜的角度,使其反射到对应的CCD相机中心的反射光成像到S8所述的对应的位置I或位置II;
[0017] S11:观察S10所述的位置I或位置II与S8所述的位置I或位置II的光斑位置是否一致;若二者一致,则结束调整;若二者不一致,则重复S10。
[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0019] 1、本发明通过CCD相机的两次成像光斑位置的对比,即可实现激光器的最佳化调试,相当于将激光器的调试过程“可视化”,解决了军用激光器谐振腔镜片难以最佳化调试
的缺点,调试方便且节省了调试时间;
[0020] 2、本发明相比在线调试时依靠激光器输出功率判别调试最佳化的判据,采用了高分辨的CCD相机,使得调试精度更高;
[0021] 3、本发明实现了激光器可在离线的最佳化调试,调试方便且大幅节省了激光器调试时间。

附图说明

[0022] 图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中
的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,
都属于本发明保护的范围。
[0024] 一种激光器离线调试装置,包括电脑8以及两组调试机构;所述两组调试机构镜像设置且每组调试机构均包括激光器1、第一反射镜 2、第二反射镜3、CCD相机5、第三反射镜6
以及谐振腔镜7;所述激光器1发射的激光经第一反射镜2反射至第二反射镜3后再反射至谐
振腔镜7,激光器1发射的激光与第二反射镜3反射至谐振腔镜7 的反射光平行;所述谐振腔
镜7的反射光经第三反射镜6反射后进入 CCD相机5的中心,谐振腔镜7的反射光与第三反射
镜6的反射光垂直;两组调试机构的CCD相机5的信号输出端均与电脑8连接。
[0025] 所述激光器1发射He‑Ne激光。
[0026] 所述第一反射镜2、第二反射镜3以及第三反射镜6均为平面镜。
[0027] 所述激光器1与对应的谐振腔镜7之间的光程大于1.5m。
[0028] 所述第二反射镜3与对应的谐振腔镜7之间设有小孔光阑4,小孔光阑4主要起到限制光束的作用,所述第二反射镜3需调整角度,小孔光阑4需调整位置,使激光器1发射的He‑
Ne激光由小孔光阑4 中心入射后,由对应的谐振腔镜7反射后对称照射到对应的小孔光阑 
4上。
[0029] 所述小孔光阑4的孔径小于1mm。
[0030] 所述CCD相机5的分辨率不低于2592×2048。
[0031] 本发明的一种激光器离线调试装置的调试方法,所述方法包括如下步骤:
[0032] S1:在两处谐振腔镜7的位置处安装辅助镜片;
[0033] S2:使用二维光学调整架在线调试激光器1的谐振腔,使激光器 1获得最佳输出;
[0034] S3:依次摆放激光器1、第一反射镜2、第二反射镜3、小孔光阑4、CCD相机5、第三反射镜6以及电脑8;
[0035] S4:调整第一反射镜2以及第二反射镜3的位置和角度,使激光器1发射的激光与第二反射镜3反射至谐振腔镜7的反射光平行;
[0036] S5:调整第三反射镜6的位置和角度,使谐振腔镜7的反射光经第三反射镜6反射后进入CCD相机5的中心;
[0037] S6:再次调整第二反射镜3的角度,并调整小孔光阑4的位置,使第二反射镜3的反射光由小孔光阑4中心入射后,再由对应的谐振腔镜7反射后对称照射到所述小孔光阑4上;
[0038] S7:将CCD相机5连接到电脑8上,
[0039] S8:在电脑8上记录两个CCD相机5采集到的两组调试机构的光斑位置,分别记为位置I和位置II;
[0040] S9:取下辅助镜片,将待调试的两个谐振腔镜7分别放置在对应的位置处;
[0041] S10:调节两个谐振腔镜7的角度,使两个谐振腔镜7反射到对应的CCD相机5中心的反射光成像到S8所述的对应的位置I或位置 II;
[0042] 即:调节一个谐振腔镜7的角度,使其反射到对应的CCD相机5 中心的反射光成像到S8所述的对应的位置I;同时,调节另一个谐振腔镜7的角度,使其反射到对应的CCD相机5
中心的反射光成像到 S8所述的对应的位置II;
[0043] S11:观察S10所述的位置I或位置II与S8所述的位置I或位置II的光斑位置是否一致;若二者一致,则结束调整;若二者不一致,则重复S10。
[0044] 即:观察S10所述一个谐振腔镜7反射到对应的CCD相机5中心的反射光成像是否与S8所述的位置I一致,同时,观察S10所述另一个谐振腔镜7反射到对应的CCD相机5中心的反
射光成像是否与 S8所述的位置II一致。
[0045] 使用二维光学调整架将激光器1的谐振腔镜7调整到最佳后,利用本发明的离线调试装置,记录CCD相机5上He‑Ne光的光斑位置,相当于间接记录下调试到最佳化时谐振腔镜
7的姿态信息;移走二维光学调整架,换上待调试的激光器1的谐振腔镜7,此时谐振腔镜7 
是否调整到最佳化,通过观察判断He‑Ne光的光斑位置是否与之前一致即可确定。
[0046] 现有技术都是通过激光器1在线工作,输出功率最高来判断是否调试最佳,由于输出功率通常是不稳定的,因此调试最佳难以判断。本发明采用了高分辨率CCD相机5,前后两
次He‑Ne光的成像位置,即使通过肉眼观察,也不过几个像素的误差,因此,相比传统的功率
最大化判据,精度要高得多。
[0047] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的形式实现本发明。因此,无论从哪
一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要
求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化
囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0048] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。