【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电设备性能检测，涉及一种可对微小角度测量，特别是对快调反射镜进行性能检测的测试装置。
技术介绍
1、快调反射镜是一种采用反射镜面在光源和接收器之间控制光束的装置。由于其具有体积小、质量轻、结构紧凑、速度快、精度高、带宽高等优点，广泛应用于天文望远镜、激光通讯、图像稳定光学系统、自适应光学系统、跟踪瞄准光学系统中。快调反射镜最早应用于自适应光学补偿领域，用于补偿波前误差。随着信息化作战需求的发展，快调反射镜目前已被广泛应用于光电成像系统中光束扫描、光束定位、目标跟踪等领域。快调反射镜的性能直接影响光电系统的稳定精度、步进凝视功能及系统成像清晰程度等。
2、具有广域侦察功能的机载光电系统中，通常需要采用快调反射镜组件解决两方面的问题：一是实现高精度图像稳定，需要快调反射镜与大行程框架机构一起构成二级光束稳定系统，这要求快调反射镜具备较高的控制精度和控制带宽；二是实现步进凝视功能，在平台整体扫描过程中控制快调反射镜组件反向步进扫描，使两者的合成速度为零，与此同时曝光传感器，从而得到清晰的图像。这就要求快调反射镜在传感器曝光时间内一直线性运动，并保持较高的扫描速度精度和扫描线性度。快调反射镜的性能直接影响光电系统的稳定精度、步进凝视功能及系统成像清晰程度等。因此，采用高性能的快反镜已成为高精度光电系统的发展方向，快调反射镜的测试技术已成为远距离探测识别的前提，是信息化武器的核心基础技术之一。
3、王凯、高学鹏2017年6月在《光电技术应用》中发表的“快速反射镜测试系统研究”中介绍了一种快调反射镜的
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、本专利技术的目的是：提出一种快调反射镜的测试装置，利用光学自准直原理，用于微小角度测量，具有非接触、测量结果与测量距离无关、测量分辨率和精度高、使用方便、可靠性高等优点，实现对快调反射镜控制精度、重复定位精度、扫描线性度等进行测量。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种快调反射镜测试装置，其包括光源模块1、透镜2、分划板3、物镜4、分光棱镜5、光电传感器模块6、支承结构7、调平机构8及数据采集及可视化信号处理模块9；光源模块1、透镜2、分划板3、分光棱镜5沿光路方向依次布置，物镜4和光电传感器模块6分别布置在分光棱镜5的相对两侧，物镜4位于分光棱镜5的反光侧，所述透镜2与所述物镜4共焦放置，透镜2对激光光束进行压缩，使之成为物镜4焦点位置的点光源，分划板3放置于激光光束的束腰位置，反射镜布置在物镜4的背面；所述分光棱镜5使物镜4有两个共轭焦平面，光电传感器模块6位于物镜4所在的主光轴的焦平面上，构成激光自准直系统光路；支承结构7布置在调平机构8上，激光自准直系统光路布置在支承结构7上，数据采集及可视化信号处理模块9连接光电传感器模块6，接收光电传感器模块6获取的光斑对应电信号并实现快速测量、处理，对测量结果进行显示。
5、(三)有益效果
6、上述技术方案所提供的快调反射镜的测试装置，具有以下有益效果：
7、(1)本专利技术中的快反镜测试装置光路及结构简单，与现有测试方法相比，便于对准，更易实现，且成本低。
8、(2)本专利技术中的快反镜测试装置功能齐全，可直观显示光斑光电传感器上的位置，可快速有效的对快速反射镜的控制精度、重复定位精度，特别是扫描性能进行测量，提高工作效率。
9、(3)本专利技术的快速反射镜测试装置通过对激光器和位置敏感器件的搭配使用，配合简单的光路及简单的结构设计，实现了高达1μrad的高精度测量。
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1.一种快调反射镜测试装置，其特征在于，包括光源模块(1)、透镜(2)、分划板(3)、物镜(4)、分光棱镜(5)、光电传感器模块(6)、支承结构(7)、调平机构(8)及数据采集及可视化信号处理模块(9)；光源模块(1)、透镜(2)、分划板(3)、分光棱镜(5)沿光路方向依次布置，物镜(4)和光电传感器模块(6)分别布置在分光棱镜(5)的相对两侧，物镜(4)位于分光棱镜(5)的反光侧，所述透镜(2)与所述物镜(4)共焦放置，透镜(2)对激光光束进行压缩，使之成为物镜(4)焦点位置的点光源，分划板(3)放置于激光光束的束腰位置，反射镜布置在物镜(4)的背面；所述分光棱镜(5)使物镜(4)有两个共轭焦平面，光电传感器模块(6)位于物镜(4)所在的主光轴的焦平面上，构成激光自准直系统光路；支承结构(7)布置在调平机构(8)上，激光自准直系统光路布置在支承结构(7)上，数据采集及可视化信号处理模块(9)连接光电传感器模块(6)，接收光电传感器模块(6)获取的光斑对应电信号并实现快速测量、处理，对测量结果进行显示。
2.如权利要求1所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述光源模
3.如权利要求2所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述半导体激光器(1-1)为波长975nm的半导体激光器。
4.如权利要求2所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述光电传感器模块(6)包括光电位置敏感器件(6-1)和信号处理电路(6-2)；半导体激光器(1-1)的光谱分布与光电位置敏感器件(6-1)的波长响应相匹配，当入射光斑落在光电位置敏感器件(6-1)感光表面的不同位置时，对应输出不同的电流信号；信号处理电路(6-2)对光电位置敏感器件(6-1)输出的电流信号进行处理和计算，输出与光斑位置成线性关系的电压信号。
5.如权利要求4所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，光反射像在光电位置敏感器件(6-1)上的运动位移量l与待测反射镜转角θ之间的关系为：
6.如权利要求5所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述信号处理电路(6-2)输出与光斑位置成线性关系的电压信号为：
7.如权利要求6所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述支撑结构(7)包括外筒和内筒，内筒为合金铸造形成的圆柱形筒，外筒为全钢材料制成的不规则形套筒，外筒外部镀铬增亮，内筒插入外筒固定；激光自准直系统光路布置在内筒内；外筒固定于调平机构(8)之上。
8.如权利要求7所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述调平机构(8)采用“三顶三拉”结构形式，包括底座和工作平板，底座与工作平板之间通过9个螺钉构成三点支承调平机构；每个支承点处工作平板和底座由并排布置的三根螺栓固定，其中两侧的螺栓分别连接底座和工作平板，中间的螺栓穿过工作平板与底座接触，两侧的螺栓产生的效果为拉，中间的螺栓则起到顶的作用，一顶一拉相互配合，实现各点支承的双向位移调整。
9.如权利要求8所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述数据采集及可视化信号处理模块(9)包括数据采集卡(9-1)和测量模块(9-2)；测量模块(9-2)包含参数设置模块、采集模块、图形化显示模块、数据计算模块和扫描线性度测量模块；
10.一种基于权利要求1-9种任一项所述的快调反射镜测试装置在光电设备性能检测技术领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种快调反射镜测试装置，其特征在于，包括光源模块(1)、透镜(2)、分划板(3)、物镜(4)、分光棱镜(5)、光电传感器模块(6)、支承结构(7)、调平机构(8)及数据采集及可视化信号处理模块(9)；光源模块(1)、透镜(2)、分划板(3)、分光棱镜(5)沿光路方向依次布置，物镜(4)和光电传感器模块(6)分别布置在分光棱镜(5)的相对两侧，物镜(4)位于分光棱镜(5)的反光侧，所述透镜(2)与所述物镜(4)共焦放置，透镜(2)对激光光束进行压缩，使之成为物镜(4)焦点位置的点光源，分划板(3)放置于激光光束的束腰位置，反射镜布置在物镜(4)的背面；所述分光棱镜(5)使物镜(4)有两个共轭焦平面，光电传感器模块(6)位于物镜(4)所在的主光轴的焦平面上，构成激光自准直系统光路；支承结构(7)布置在调平机构(8)上，激光自准直系统光路布置在支承结构(7)上，数据采集及可视化信号处理模块(9)连接光电传感器模块(6)，接收光电传感器模块(6)获取的光斑对应电信号并实现快速测量、处理，对测量结果进行显示。
2.如权利要求1所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述光源模块(1)包括依次同轴布置的半导体激光器(1-1)、耦合镜(1-2)、单模光纤(1-3)和准直物镜(1-4)；半导体激光器(1-1)出射激光束，经耦合镜(1-2)耦合进入单模光纤(1-3)中传输，光纤出射端的光束经准直物镜(1-4)准直后成为准直光束出射。
3.如权利要求2所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述半导体激光器(1-1)为波长975nm的半导体激光器。
4.如权利要求2所述的快调反射镜测试装置，其特征在于，所述光电传感器模块(6)包括光电位置敏感器件(6-1)和信号处理电路(6-2)；半导体激光器(1-1)的光谱分布与光...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞飞，杜言鲁，巩全成，姜世洲，王惠林，王明超，邹美英，郑蕾，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：
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