一种中远红外管壳激光器指示校准装置及方法制造方法及图纸

一种中远红外管壳激光器指示校准装置及方法，适用于管壳封装的中远红外激光器内部光路调试所需指示校准装置的搭建、装调，为该类激光器调试提供一种简单有效的途径。包括：基于激光芯片位置的第1路氦氖红光校准，调节光阑使得光斑尽量小，坐标纸和高度尺同时定位俯仰偏摆，激光芯片位置定位红光上下左右直线位置；基于第1路氦氖红光的第2路氦氖红光校准，依据第1路氦氖红光确定初始位置，第2路氦氖红光落在第1路氦氖红光发光点来校准俯仰偏摆；反射潜望系统校准，第1路氦氖红光通过反射后，校准俯仰偏摆，光斑落于第2路发光点正上方。本发明专利技术解决了中远红外管壳激光器调试难度大、机械定位系统有较大误差、激光器结构复杂等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种中远红外管壳激光器指示校准装置及方法


[0001]本专利技术属于中远红外激光器
，尤其涉及一种中远红外管壳激光器指示校准装置调试及方法。

技术介绍

[0002]中远红外激光器是物质组分检测、定向红外对抗、自由空间光通信系统等领域的理想光源。发射中远红外激光的芯片为量子级联激光芯片，是目前中远红外激光器的研究热点之一，量子级联激光器走向工程化、轻量化是其发展趋势。因此对于中远红外量子级联激光器管壳封装有着迫切需求。管壳封装意味着无法直观测试内部需要调试的透镜、光栅等光学元件状态，亟需建立完善的指示校准装置为管壳激光器提供调试依据。中远红外量子级联激光器目前大多采用的是螺钉安装外部管壳，激光器整机厚重，体积较大，气密性无法保证，整机环境适应性较差，尤其内部含有多种光学元器件的激光器尚未实现蝶形管壳封装，激光器的实际应用遇到了难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种高效可行具有普适性的中远红外管壳激光器指示校准装置及方法，解决了多光学元件中远红外管壳激光器校准难度大、无法直观探测、无法工程应用等问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种中远红外管壳激光器指示校准装置，整个校准装置安装在光学平台上，包括氦氖红光、激光芯片、带有管壳的中远红外激光器、反射潜望系统、贴有坐标纸的高度尺、定位螺钉、二维光学调整架、一维直线平移台、可调光阑；
[0005]所述定位螺钉在光学平台近、远场位置放置提供统一定位点；贴有坐标纸的高度尺为氦氖红光校准提供观测基准；
[0006]第1路氦氖红光、第2路氦氖红光、反射潜望系统均装配于由3只一维直线平移台和1只二维光学调整架组合构成的五维调整系统上，带有管壳的中远红外激光器装配于可调整高低、左右位置的2只一维直线平移台上；
[0007]所述带有管壳的中远红外激光器内固定安装激光芯片，通过调整五维调整系统以及一维直线平移台使得所述第1路氦氖红光、第2路氦氖红光分别位于所述中远红外激光器的两侧，且三者同光轴，由调节光阑调节第1路氦氖红光的输出光斑；所述的反射潜望系统包括低端反射镜和上端反射镜，其中第1路氦氖红光落在所述低端反射镜的中心，由所述上端反射镜将经过低端反射镜的光斑落在远场位置的垂直正上方L处，低端反射镜和上端反射镜的反射面的距离为L；
[0008]利用所述的第1路氦氖红光、第2路氦氖红光输出准直可见氦氖红光校准所述中远红外激光器内光学器件的初步位置，利用所述的反射潜望系统将激光引出激光器管壳，进行管壳外部光学观察，精密校准所述光学器件的位置，最终由所述中远红外激光器输出中远红外激光。
[0009]优选的，依据带有管壳的中远红外激光器内激光芯片的位置及光学平台平面校准第1路氦氖红光俯仰、偏摆、上下左右直线位置，校准好的第1路氦氖红光作为基准校准第2路氦氖红光，使得第1路氦氖红光输出的准直可见氦氖红光与第2路氦氖红光发光点重合；联调第1、2路氦氖红光完成反射潜望系统的校准，由反射潜望系统将光路引出激光器管壳，进行管壳外部光学观察；
[0010]二维光学调整架实现俯仰偏摆调节，一维直线平移台实现上下左右直线位置调节。
[0011]优选的，第1路氦氖红光俯仰校准步骤如下：
[0012](1)通过调节光阑使第1路氦氖红光光斑输出尽量小，即无衍射效果；
[0013](2)采用贴有坐标纸的高度尺记录近场光斑高度H1；
[0014](3)将所述高度尺移动至远离第1路氦氖红光的光学平台最远端，调节第1路氦氖红光的二维光学调整架俯仰旋钮使得远场光斑落在H1处；
[0015](4)将所述高度尺移回步骤(2)中的位置重新获得近场光斑的高度，如为H1，即认为俯仰校准完成；如为不同的高度重复步骤(2)、(3)直至远近光斑在同一高度。
[0016]优选的，第1路氦氖红光偏摆校准步骤如下：
[0017](1)定位螺钉固定在光学平台上，并记录定位螺钉所在光学平台上的列数信息；所述定位螺钉的位置在第1路氦氖红光近场处靠近输出端，且左右部分偏离第1路氦氖红光光轴；
[0018](2)以螺钉顶点为基准点，放置贴有坐标纸的高度尺，获得近场光斑准确位置并在坐标纸上做标记点；
[0019](3)将步骤(1)中的螺钉取下，在光学平台上相同列的远场位置固定螺钉，同步骤(2)的方式放置贴有坐标纸的高度尺，观察光斑左右偏离位置，调节第1路氦氖红光二维光学调整架偏摆旋钮，使光斑落与步骤(2)所做的标记点重合；
[0020](4)再次取下螺钉，安装在近场位置，观察光斑是否落在标记点上，若未落在标记点上则需要重复步骤(2)、(3)、(4)直至远近场光斑无左右偏摆；
[0021](5)判断光斑位置是否表明俯仰发生变化即光斑应落在标记点的上方或下方，若发生，则重新进行第1路氦氖红光俯仰校准。
[0022]优选的，第1路氦氖红光上下左右直线位置校准步骤如下：
[0023](1)降低带有管壳的中远红外激光器高度至最低，上升其高度至一维直线平移台行程1/2的位置；
[0024](2)调整第1路氦氖红光上下和左右直线平移台，使得光斑与激光芯片重合，判断基准为氦氖红光通过激光芯片形成脊形状影子，此时记录所述中远红外管壳激光器及第1路氦氖红光直线平移台千分尺数据，并将定位螺钉安装在第1路氦氖红光偏摆校准中的远场位置，放置高度尺，做标记点M。
[0025]优选的，第2路氦氖红光俯仰偏摆校准步骤如下：
[0026]S1、确定第2路氦氖红光上下左右初始位置；
[0027]S2、关闭第1路氦氖红光，开启第2路氦氖红光，调整第2路氦氖红光二维光学调整架的俯仰偏摆旋钮，使得第2路氦氖红光与第1路氦氖红光光阑中心完全重合；
[0028]S3、关闭第2路氦氖红光，开启第1路氦氖红光，观察第1路氦氖红光是否落在第2路
氦氖红光发光点处，如不重合，从S1重新开始执行，直至第2路氦氖红光与第1路氦氖红光完全重合，记录2路氦氖红光直线平移台千分尺数据。
[0029]优选的，第2路氦氖红光上下左右初始位置确定步骤如下：
[0030]降低带有管壳的中远红外激光器高度至最低，开启第1路氦氖红光，从上方看第2路氦氖红光二维光学调整架与光学平台水平垂直方向无偏移夹角，并通过一维直线平移台调整第2路氦氖红光上下左右位置，保证第1路氦氖红光落在第2路氦氖红光发光点处，固定2路氦氖红光初始位置。
[0031]优选的，反射潜望系统校准步骤如下：
[0032]开启第1路氦氖红光，关闭第2路氦氖红光，调整反射潜望镜系统上下左右一维直线平移台，使得第1路氦氖红光落在潜望镜系统低端反射镜的中心；
[0033]固定定位螺钉在第1路氦氖红光偏摆校准中的远场位置，并放置记录有标记点M点的高度尺和坐标纸，调整反射潜望镜系统上端反射镜的俯仰和偏摆位置，使得通过潜望镜系统的光斑落在距离M点垂直正上方L处。
[0034]优选的，所述定位螺钉为安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中远红外管壳激光器指示校准装置，其特征在于：整个校准装置安装在光学平台上，包括氦氖红光、激光芯片、带有管壳的中远红外激光器、反射潜望系统、贴有坐标纸的高度尺、定位螺钉、二维光学调整架、一维直线平移台、可调光阑；所述定位螺钉在光学平台近、远场位置放置提供统一定位点；贴有坐标纸的高度尺为氦氖红光校准提供观测基准；第1路氦氖红光、第2路氦氖红光、反射潜望系统均装配于由3只一维直线平移台和1只二维光学调整架组合构成的五维调整系统上，带有管壳的中远红外激光器装配于可调整高低、左右位置的2只一维直线平移台上；所述带有管壳的中远红外激光器内固定安装激光芯片，通过调整五维调整系统以及一维直线平移台使得所述第1路氦氖红光、第2路氦氖红光分别位于所述中远红外激光器的两侧，且三者同光轴，由可调光阑调节第1路氦氖红光的输出光斑；所述的反射潜望系统包括低端反射镜和上端反射镜，其中第1路氦氖红光落在所述低端反射镜的中心，由所述上端反射镜将经过低端反射镜的光斑落在远场位置的垂直正上方L处，低端反射镜和上端反射镜的反射面的距离为L；利用所述的第1路氦氖红光、第2路氦氖红光输出准直可见氦氖红光校准所述中远红外激光器内光学器件的初步位置，利用所述的反射潜望系统将激光引出激光器管壳，进行管壳外部光学观察，精密校准所述光学器件的位置，最终由所述中远红外激光器输出中远红外激光。2.根据权利要求1所述的一种中远红外管壳激光器指示校准装置，其特征在于：依据带有管壳的中远红外激光器内激光芯片的位置及光学平台校准第1路氦氖红光俯仰、偏摆、上下左右直线位置，校准好的第1路氦氖红光作为基准校准第2路氦氖红光，使得第1路氦氖红光输出的准直可见氦氖红光与第2路氦氖红光发光点重合；联调第1、2路氦氖红光完成反射潜望系统的校准，由反射潜望系统将光路引出激光器管壳，进行管壳外部光学观察；二维光学调整架实现俯仰偏摆调节，一维直线平移台实现上下左右直线位置调节。3.根据权利要求2所述的一种中远红外管壳激光器指示校准装置，其特征在于：第1路氦氖红光俯仰校准步骤如下：(1)通过调节光阑使第1路氦氖红光光斑输出尽量小，即无衍射效果；(2)采用贴有坐标纸的高度尺记录近场光斑高度H1；(3)将所述高度尺移动至远离第1路氦氖红光的光学平台最远端，调节第1路氦氖红光的二维光学调整架俯仰旋钮使得远场光斑落在H1处；(4)将所述高度尺移回步骤(2)中的位置重新获得近场光斑的高度，如为H1，即认为俯仰校准完成；如为不同的高度重复步骤(2)、(3)直至远近光斑在同一高度。4.根据权利要求2所述的一种中远红外管壳激光器指示校准装置，其特征在于：第1路氦氖红光偏摆校准步骤如下：(1)定位螺钉固定在光学平台上，并记录定位螺钉所在光学平台上的列数信息；所述定位螺钉的位置在第1路氦氖红光近场处靠近输出端，且左右部分偏离第1路氦氖红光光轴；(2)以螺钉顶点为基准点，放置贴有坐标纸的高度尺，获得近场光斑准确位置并在坐标纸上做标记点；(3)将步骤(1)中的螺钉取下，在光学平台上相同列的远场位置固定螺钉，同步骤(2)的
方式放置贴有坐标纸的高度尺，观察光斑左右偏离位置，调节第1路氦氖红光二维光学调整架偏摆旋钮，使光斑落与步骤(2)所做的标记点重合；(4)再次取下螺钉，安装在近场位置，观察光斑是否落在标记...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇露，黄彦，高志强，韩宁宁，史青，彭泳卿，
申请(专利权)人：航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
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