摘要：设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移。

摘要：设计了一套激光光束自动准直系统,能够高速、高精度地自动准直激光输出方向。该系统使用了由小孔衍射放大光束抖动的光路和互补金属氧化物半导体传感器组成的传感模块;系统的信号处理模块是以现场可编程门阵列芯片为核心的电路装置,可实现高速计算和反馈控制功能。软件方面,采用了自动定标的算法来确定自动准直过程中所需的驱动信号,可以使光路调节过程中的水平和竖直方向解耦合,提高了调节的精度和速度。该算法可以实现更高程度的自动化控制。设计了实验以验证自动准直系统性能,结果表明,该装置的调整精度为2.5μm,反馈控制频率约为1kHz,可显著降低频率在1kHz以下的光束抖动。

摘要：提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法,以保证光束在放大器中按照预定方向传输,并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先,鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法,即把输入光束叉丝基准作为"近场点",把输出光束叉丝基准作为"远场点",并设计了放大器准直光路,编写了相应的软件。然后,在现有实验室条件下开展了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路的自动准直实验。最后,分析了影响该方法的相关因素及准直精度。实验及分析表明,设计的准直系统在较短时间内实现了预定传输光路的自动准直,系统自身精度为0.63μrad,光束最大复位误差为13.75μm,满足了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路自动准直的要求。

摘要：在光束传输控制中,反馈系统需要具有较高的角度分辨率,以达到自动准直的精度要求,此外还需要具备一定的角视场,以降低对初始安装和调试的精度要求。提出了一种基于双焦透镜的双踪远场自动准直方案,在同一光学系统中实现了高精度和大视场两种角度分辨率的远场图像反馈系统。基于矩阵光学理论对远场图像反馈系统进行数值分析,给出了双焦透镜的等效传输矩阵,并分析了双焦透镜的角度分辨率和视场特性。设计并开展实验对基于双焦透镜的双踪远场自动准直方案进行了性能演示,实验结果表明,高精度下的角度分辨率约为大视场下角度分辨率的6.9倍,与设计值(6.6倍)基本相符。

摘要：能见度是航空、航海及其他领域关系到安全保障的重要气象要素之一,透射式能见度仪在安装和使用过程中测量光路的准直状态,对能见度测量精度有重要影响。根据其光学系统的特点提出了一种基于扫描方式的透射仪测量光路自动准直方法,并基于该方法设计了自动准直系统。系统通过电机驱动发射端探测光束与接收端接收视场分别在两个垂直方向上进行扫描,计算发射端与接收端的准直方位角,进而实现透射仪测量光路的对准。系统测试表明,系统可以实现透射仪测量光路的自动对准,方位角定位最大误差为66μrad,准直时间小于10 min,系统具有准直精度高、过程自动化、易于安装等特点。

摘要：为提高自动准直效率,结合以太网,设计出一套新型光路自动准直控制和检测方案.该方案采用基于耦合矩阵的前馈补偿及图像Jacobian矩阵的近远场串并行准直方式,并引入局部自适应阈值和二值化算法,同时将模糊控制算法运用到步进电机的调整过程中,提高光束近远场图像的处理精度,降低系统的准直时间.实验结果表明,该准直系统远场的平均调整误差为空间滤波器小孔直径0.44%,能够满足准直系统远场调整精度(小于小孔直径5%)的要求,准直时间由原有的30mins缩短至12mins左右.

摘要：根据激光雷达原理并结合实际实验经验,设计了一套在计算机程序控制下的激光雷达光束自动准直系统。通过控制激光发射导向镜的位置,使激光在东西和南北方向扫描,对接收到的回波信号分析处理,得到最后方位使收发系统平行。操作过程每次只需10～20 min,精度可达到0.1 mrad。系统应用到大气温度监测中,将测量计算结果与模式CIRA86数据进行对比分析表明,反演高度30～45 km处误差1～3 K,45～65 km处误差2～5 K。

摘要：利用TMCM-351E驱动控制板卡及自编的自动准直控制软件对高功率激光装置光束进行检测和准直,并设计了一套新型光路监测准直系统。采用变结构控制算法实现了近远场基准中心和光斑中心的自动提取,有效地提高了系统的精度、稳定性和准直效率。在实验平台上进行了验证。实验结果表明,相对传统监测准直方法,该监测准直系统平均准直误差为空间滤波器小孔直径的0.9%,能够满足准直系统远场调整精度(小于小孔直径的5%)和近场调整精度(小于小孔直径的1%)的要求,在连续10h测试过程中,角度抖动为±12.6μrad,显示出高的稳定性。该系统在某高功率激光装置的光路自动准直中得到有效应用。实际验证表明,8路预放光路准直时间小于3min,主放光路准直时间小于7min。

摘要：光路自动准直系统应用于惯性约束聚变的高功率激光装置中的光束自动调整。图像处理是光路自动准直的关键技术之一。针对神光Ⅲ原型装置,结合阈值化、重心法、中值滤波和圆拟合等多种不同的图像处理方法设计了一套合理的准直方案,并且在模拟实验平台上进行了实验验证。实验结果表明,光路自动准直系统能够在15min之内顺利完成光路的自动调整,光束近场调整精度优于近场光斑的±0.5%,光束远场调整精度≤±0.3″,满足了原型装置的总体要求。

摘要：为了获取准确的激光打靶实验数据,需要使用诊断搭载平台搭载物理诊断设备对打靶目标进行高精度准直。针对传统方法存在耗时、误差(RMS)较大的问题,根据搭载平台与物理诊断设备的特点,提出了一种基于视觉伺服的精确自动准直方法。首先,构建三维准直向量估算立体视觉系统中靶的偏差,在弱透视条件下,估算值接近于真值;然后,建立三自由度姿态调节模型,提高姿态调节精度。最后,运用准直向量与调节模型设计视觉伺服控制器,仅需一次离线标定即可进行快速准直。通过以上改进,实现了物理诊断设备的精确自动准直。实验结果表明,诊断设备的准直精度(RMS)分别为:x指向为11μm,y指向为12μm。搭载分幅相机进行激光打靶考核验证,得到了物理实验过程的X光焦斑图像,表明准直方法满足工程使用要求。