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1、(10)申请公布号 CN 104236860 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104236860 A (21)申请号 201410496056.0 (22)申请日 2014.09.25 G01M 11/02(2006.01) (71)申请人 中国工程物理研究院应用电子学研 究所 地址 621000 四川省绵阳市919信箱1013分 箱 (72)发明人 李国会 张凯 唐淳 杨媛 雒仲祥 何忠武 向汝建 徐宏来 (74)专利代理机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 代理人 卿诚 (54) 发明名称 一种快反镜跟踪能力测试装置 (57) 摘要 本发明提供了一种快反。
2、镜跟踪能力测试装置 的技术方案， 该方案包括有光源、 扩束器、 快反镜 A、 快反镜 B、 缩束器、 探测器、 计算机 A、 计算机 B、 控制模块和放大模块 ； 该方案由探测器测试光斑 的抖动， 经计算机 B 图像处理、 AD、 PID 控制以及 DA 等相关过程后将电压或电流输送到放大模块， 放大后的信号最终加载到快反镜B上， 使快反镜B 产生相应的偏转， 实现对光轴的闭环控制， 同时这 一控制过程也可以用来评估或测试快反镜跟踪光 轴抖动的能力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书。
3、1页 说明书2页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104236860 A CN 104236860 A 1/1 页 2 1. 一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 包括有光源、 扩束器、 快反镜 A、 快反镜 B、 缩束器、 探测器、 计算机 A、 计算机 B、 控制模块和放大模块 ； 所述光源发出的激光束经过扩 束器扩束为平行光后依次经快反镜 A 和快反镜 B 反射后进入缩束器会聚到探测器上 ； 所述 计算机A对快反镜A进行实时控制 ； 所述探测器将检测到的信号传递到计算机B ； 所述计算 机 B 对接收到的信号进行处理后控制控制模块向放大模块输出控制信号 ； 所述模块将接收 到的。
4、控制信号放大后输出到快反镜 B。 2. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述的快反镜 A 和快反镜 B 为音圈电机快反镜或者压电陶瓷快反镜。 3. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述探测器为高 帧频 CMOS 相机或者 PSD 高带宽探测器， 其探测精度和动态范围与焦距相匹配。 4. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述的放大模块 可以是电流放大模块或电压放大模块。 5. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述控制模块包 括有 PID 模块和 DA/A。
5、D 模块 ； 所述 PID 模块的参数设置与真实光轴的频谱特性相匹配。 6. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述快反镜 B 的 跟踪能力与真实光轴的频谱特性参数匹配。 7. 根据权利要求 1 所述的一种快反镜跟踪能力测试装置， 其特征是 ： 所述快反镜 B 在 计算机 B 的控制下跟随快反镜 A 进行光轴矫正。 权 利 要 求 书 CN 104236860 A 2 1/2 页 3 一种快反镜跟踪能力测试装置 技术领域 0001 本发明涉及的是自适应光学系统中快反镜技术， 尤其是一种快反镜跟踪能力测试 装置。 背景技术 0002 在光学系统中， 光轴抖动是系。
6、统中经常出现的问题， 其抖动量的大小往往关系到 系统的指向精度， 当抖动量大于某个阈值之后， 光斑就偏离了目标， 造成脱靶， 严重影响瞄 准精度或实验效果。 为了抑制光轴的抖动， 减小脱靶几率， 往往在这样的光学系统中安装快 反镜， 用来对光轴的偏移或抖动进行实时闭环控制， 使光斑始终指向目标， 达到稳定光轴的 目的， 而快反镜对光轴的稳定能力也即是跟踪能力直接关系到最终的稳定效果， 必须对其 进行详细测试， 以满足对光轴的稳定。 当前， 对快反镜的跟踪能力的测试大多采用频谱分析 仪、 高带宽探测器等装置进行频谱分析以及用傅里叶变换等方法测试快反镜的闭环带宽， 从而确定快反镜跟踪能力。这种方法。
7、不但需要比较昂贵的测试设备， 更重要的该方法是在 完全脱离实际光轴的情况下进行跟踪能力测试， 其快反镜的技术参数是以理想或者相对理 想的光轴为基础进行调试的， 即用于快反镜参数调试采用的是标准光源， 该光源光轴的抖 动较小， 频率很低， 难以反应快反镜对真实光轴的跟踪能力。 发明内容 0003 本发明的目的， 就是针对现有技术所存在的不足， 而提供一种快反镜跟踪能力测 试装置， 该方案无需使用昂贵的测试设备， 能够在真实光轴基本特性 （包括频谱、 幅值等） 的 基础上对快反镜 B 的跟踪能力进行测试， 同时还可以对快反镜 B 的相关参数进行匹配。 0004 本方案是通过如下技术措施来实现的 ：。
8、 一种快反镜跟踪能力测试装置， 包括有光 源、 扩束器、 快反镜 A、 快反镜 B、 缩束器、 探测器、 计算机 A、 计算机 B、 控制模块和放大模块 ； 光源发出的激光束经过扩束器扩束为平行光后依次经快反镜A和快反镜B反射后进入缩束 器会聚到探测器上 ； 计算机 A 对快反镜 A 进行实时控制 ； 探测器将检测到的信号传递到计 算机B ； 计算机B对接收到的信号进行处理后控制控制模块向放大模块输出控制信号 ； 放大 模块将接收到的控制信号放大后输出到快反镜 B。 0005 作为本方案的优选 ： 快反镜A和快反镜B为音圈电机快反镜或者压电陶瓷快反镜。 0006 作为本方案的优选 ： 探测器为。
9、高帧频 CMOS 相机或者 PSD 高带宽探测器， 其探测精 度和动态范围与焦距相匹配。 0007 作为本方案的优选 ： 放大模块可以是电流放大模块或电压放大模块。 0008 作为本方案的优选 ： 控制模块包括有PID模块和DA/AD模块 ； PID模块的参数设置 与真实光轴的频谱特性相匹配。 0009 作为本方案的优选 ： 快反镜 B 的跟踪能力与真实光轴的频谱特性参数匹配。 0010 作为本方案的优选 ： 快反镜 B 在计算机 B 的控制下跟随快反镜 A 进行光轴矫正。 0011 本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知， 由于在该方案由探测器测试光 说 明 书 CN 104236860。
10、 A 3 2/2 页 4 斑的抖动， 经计算机 B 图像处理、 AD、 PID 控制以及 DA 等相关过程后将电压或电流输送到放 大模块， 放大后的信号最终加载到快反镜 B 上， 使快反镜 B 产生相应的偏转， 实现对光轴的 闭环控制， 同时这一控制过程也可以用来评估或测试快反镜跟踪光轴抖动的能力。 0012 由此可见， 本发明与现有技术相比， 具有突出的实质性特点和显著地进步， 其实施 的有益效果也是显而易见的。 附图说明 0013 图 1 为本发明的结构示意图。 0014 图中， 1 为快反镜 A， 2 为快反镜 B， 3 为放大模块， 4 为控制模块， 5 为计算机 B， 6 为 探测器。
11、， 7 为缩束器， 8 为扩束器， 9 为光源， 10 为计算机 A。 具体实施方式 0015 本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 0016 本说明书 （包括任何附加权利要求、 摘要和附图） 中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 0017 本发明的快反镜跟踪能力测试系统包括快反镜 A 、 快反镜 B、 . 放大模块、 控制 模块、 计算机 B、 探测器、 缩束器、 扩束器、 光源、。
12、 计算机 A。光源经扩束器扩束后入射到快反 镜 A 和快反镜 A 上， 随后经缩束器会聚到探测器上。计算机 B 计算并处理光斑位置信号， 随 后经控制模块 （包括 AD/DA 以及 PID 控制） 将信号输送放大模块， 经放大模块放大的信号加 载到快反镜 B 上， 实现相应的偏转， 探测器再次探测光斑位置， 随后重复上述的过程， 从而 实现对快反镜 B2 的闭环控制。当由计算机 A 产生不同的信号源加载到快反镜 A 上时， 探测 器同样探测相应的光斑位置， 经计算机B计算并处理后提供给快反镜B作为反馈信号， 实现 闭环控制。在闭环控制过程中， 快反镜 B 的技术参数可以根据计算机 A 产生的不。
13、同信号源 进行调试， 包括正弦信号、 余弦信号以及阶跃信号等， 同时， 计算机 A 完全可以模拟产生真 实光源的光轴特性信号 （包括光轴的漂移、 幅值、 频谱特性等） ， 将这些信号加载到快反镜 A 上， 由快反镜 B 进行跟踪校正， 在跟踪校正的过程中， 可以调试快反镜 B 的技术参数和性能 状态， 使其与真实光轴特性相匹配， 最大限度的发挥快反镜 B 对真实光源的校正能力， 这一 跟踪与校正过程， 同时也就测试出了快反镜 B 的跟踪能力。 0018 本发明并不局限于前述的具体实施方式。 本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合， 以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 说 明 书 CN 104236860 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 104236860 A 5 。