一种激光比例测角光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜，本发明专利技术具有超大相对孔径，具有极高的聚光能力，线性比例区域范围大，比例特性好。比例特性好。比例特性好。

【技术实现步骤摘要】
一种激光比例测角光学系统


[0001]本专利技术属于光学系统领域，具体为一种激光比例测角光学系统。

技术介绍

[0002]现有生活中，激光比例测角光学系统主要用于对无穷远激光点源相对于探测系统视轴的角度进行精确测量，光学系统接收远距离激光点源的光辐射，聚焦在四象限探测器上形成均匀的激光光斑，探测器的每一象限均可接收光辐射并将之线性转换为电压或电流值，而后经过四个象限的比例运算得到光斑中心在四象限探测器的坐标位置，进而经光学系统转换为视轴夹角。
[0003]而角度和四象限探测器解算的坐标位置需要良好的线性关系才能保证系统有足够的测角精度，其中的关键是对激光光斑弥散圆内光能量分布的设计，但是现有的激光比例测角光学系统在使用时，缺乏超大相对孔径，从而导致聚光能力低下，并且其线性比例区域范围小，比例特性较差。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种激光比例测角光学系统，解决了
技术介绍
中提到的问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种技术方案：一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜。
[0006]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米。
[0007]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm。
[0008]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的焦距为20mm。
[0009]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的最大视场为
±
15
°
。
[0010]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的线性比例视场为
±
10
°
。
[0011]作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的相对孔径为F0.58。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术具有超大相对孔径，具有极高的聚光能力，线性比例区域范围大，比例特性好。
[0013]附图说明：
为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0014]图1是本专利技术光学镜头结构图；图2是本专利技术点列图；图3是本专利技术能量分布曲线图；图4是本专利技术仿真模拟图；图5是本专利技术X视场探测器光斑图；图6是本专利技术视场-比例信号曲线图；图7是传统光学系统接收远距离激光点源原理图。
[0015]具体实施方式：如图1-7所示，本具体实施方式采用以下技术方案：实施例：一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜，将尺寸较大的弯月正透镜设置在激光窄带滤光镜的一侧，将尺寸较小的弯月正透镜设置在尺寸较大的弯月正透镜的一侧，将平凸正透镜设置在尺寸较小的弯月正透镜的一侧。
[0016]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米，便于更好的确定光学系统的波长。
[0017]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm，便于更好的确定光学系统的入瞳直径。
[0018]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的焦距为20mm，便于更好的确定光学系统的焦距。
[0019]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的最大视场为
±
15
°
，便于更好的确定光学系统的最大视场。
[0020]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的线性比例视场为
±
10
°
，便于更好的确定光学系统的线性比例视场。
[0021]其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的相对孔径为F0.58，便于更好的确定光学系统的相对孔径。
[0022]具体的，激光比例测角光学系统由1片激光窄带滤光镜和3片高折射率正透镜共同构成，同时及各视场弥散圆大小如图2所示，弥散圆内光能量分布如图3所示，经过光学仿真分析图4与图5后，得到了比例曲线，如图6所示，光学系统具有非常好的线性测角能力，同时光学系统的主要技术参数为：波长1.064微米、入瞳直径：34mm、焦距：20mm、最大视场：
±
15
°
、线性比例视场：
±
10
°
，此外，以弥散圆光场分布为目标控制参量经特殊的优化设计得到如下表所示的透镜结构参数：半径间隔材料1.00E+185K9_CHINA1.00E+184 40.855.3HZF62_CDGM
170.2918.93 32.14HZF62_CDGM83.360.1 19.86HZF62_CDGM421.90 1.00E+182.1 在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0024]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光比例测角光学系统，其特征在于，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜。2.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米。3.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm。4.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐晓朝，
申请(专利权)人：西安玄瑞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：