本发明专利技术公开了一种高精度的光学光路调试装置及其调试方法，包括光源模块及接收模块，光源模块用于提供基准光及接收调试过程中的反馈信号，接收模块用于测试光路调试前后的光束的位置、指向角；光源模块包括调节支架、光纤准直器、基准光源和第一分光镜，基准光源输出的光经光纤准直器和第一分光镜输入待调试的光学模块；接收模块包括部分反射分光片、第二分光镜、同轴聚焦透镜、第一光斑机和第二光斑机，待调试的光学模块输出的光经过第二分光镜后分别射向第一光斑机和同轴聚焦透镜，经同轴聚焦透镜后聚焦的光再输入第二光斑机。本发明专利技术能够精确的控制与监测光模块前入射光与光模块后出射光之间的关系，并且提供可视化的调试方案，调试效率高。调试效率高。调试效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度的光学光路调试装置及其调试方法
[0001]本专利技术涉及光学光路
，尤其涉及一种高精度的光学光路调试装置及其调试方法。
技术介绍
[0002]光学光路调试是光机装配、激光应用领域的核心工艺。在许多光学装调应用中，如激光腔装调、光纤耦合、空间通讯调试等，这类应用往往要求模块的输出光与输入光的位置重合，且两者间的夹角需满足<10”(0.05mrad)，因此，如何实现高精度的光路调试是光机装配领域必须考虑到的问题。
[0003]由于在复杂的光路系统中，光路基准光往往并非是可见光，为了便于高精度装调，通常会在调试过程中使用一些辅助的可见光、可视化设备，如光束分析仪、光谱仪、光电探测器等，配合光阑、反射镜等光学仪器、设备来对光路位置、指向角进行测量。由于受到测量仪器装备精度、稳定性的影响，或由于机械配件的加工、定位可能存在偏差，以及辅助光源存在强度易衰减、辅助光源与实际的基准光之间存在定位、指向的误差等问题，或增加的辅助测量仪器装备容易导致调试精度难以达到系统所要求的精度，或者为了达到安装精度要求需要花费长时间进行修正调试。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高精度的光学光路调试装置及其调试方法，该装置可用于带有复杂轴系、有着多转折光路的装配调试，可确保光模块调试前后的入射光与出射光在位置、指向角上具有高精度的一致性，并且无需在系统中增加辅助的可见光作为指示光，调试过程可视化程度高，调试操作快速可靠。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种高精度的光学光路调试装置，包括光源模块及接收模块，所述光源模块用于提供调试所用到的基准光及调试过程中的反馈信号，所述接收模块用于测试光路调试前后光束的位置、指向角；所述光源模块包括调节支架、光纤准直器、基准光源和第一分光镜，所述光纤准直器安装在五维调节支架上，所述基准光源输出的光源经所述光纤准直器和第一分光镜反射后输入待调试的光学模块；所述接收模块包括部分反射分光片、第二分光镜、同轴聚焦透镜、第一光斑机和第二光斑机，所述部分反射分光片设于光学镜架上，待调试的光学模块输出的光经过第二分光镜后分别射向第一光斑机和同轴聚焦透镜，经所述同轴聚焦透镜后聚焦的光再输入第二光斑机。
[0007]进一步的，所述第一光斑机设于滑动导轨上，用于监测出光光束位置；所述第二光斑机设于所述同轴聚焦透镜的焦平面上，用于监测出光光束指向角。
[0008]进一步的，待调试的光学模块光输入输出口分别设有可调节的第一孔光阑和第二孔光阑，所述第一孔光阑和第二孔光阑用于对非可见光光路粗调。
[0009]进一步的，所述第一分光镜的一侧设有自准直仪，所述自准直仪连接可接收基准
光波长的相机，所述自准直仪用于接收部分反射分光片反射的回光。
[0010]进一步的，所述自准直仪设于调整架上，所述调整架用于调节所述自准直仪的俯仰与偏摆角度。
[0011]进一步的，所述基准光源中设有光环形器，光环形器的第一接口连接光源，光环形器的第二接口连接所述光纤准直器，光环形器的第三接口连接功率计。
[0012]进一步的，待调试的光学模块光输出口设有角度校准反射镜，该校准反射镜为上述部分反射透镜。
[0013]进一步的，基于上述的一种高精度的光学光路调试装置的调试方法，其包括如下步骤：
[0014]S1、光源模块校准：将第一分光镜呈45度固定在光路入射光的对应位置；将设于光学镜架上的部分反射分光片固定于光路出射光的对应位置；将自准直仪设于调整架上，调节自准直仪及部分反射分光片的角度，令自准直仪的光源所发出的光经过部分反射分光片反射后由自准直仪的相机接收；将光纤准直器放置于一光学五维调节支架上，其入光的前端连接基准光源；调节光纤准直器的俯仰与偏摆位置，使基准光可以被部分反射分光片部分反射后经第一分光镜被光纤准直器所耦合接收，基准光还垂直入射或反射至部分反射分光片上，与自准直仪的光源相互平行；光纤准直器耦合效率达到最高时，将基准光的成像点作为新的基准点；
[0015]S2、接收模块校准：在光路中加入呈45度放置的第二分光镜，将透过的基准光分为两束分别打向第一光斑机和第二光斑机，调节第一光斑机和第二光斑机的安装位置，令光斑打在光斑机成像软件的居中位置；调整第二光斑机的前后位置，找到聚焦光斑的焦点，通过比较第一光斑机光斑的中心位置来监测光束的位置是否发生偏移，通过比较第二光斑机光斑的中心位置来监测光束的指向角度是否发生变化；
[0016]S3、系统光路调试：加入待调试的光学模块前，记录第一光斑机和第二光斑机上的光斑中心坐标，作为调试光路模块前的基准；将待调试的光学模块加入光源模块和接收模块之间的设定区域，调节待调试的光学模块令基准光经过部分反射分光片后沿原路返回的光重新成像在自准直仪的显示界面上，依据自准直仪上的成像点作为参考，继续微调待调试的光学模块将该成像点移至基准点位置，利用功率计读出耦合光的能量值，确保加入待调试的光学模块后的系统出射光与部分反射分光片相互垂直，通过第二光斑机光斑的位置偏差，可计算出待调试的光学模块对出光角度带来的变化；再根据第一光斑机上的光斑中心位置与初始值之间的偏移情况，继续调节待调试的光学模块，将第一光斑机上显示的光斑中心位置调至放入光路模块前的位置；待将第一光斑机和第二光斑机上的光斑像中心位置均调节至与放入待调试的光学模块前的位置一致时，完成调试。
[0017]本专利技术具有如下有益效果：
[0018]1、本专利技术通过在待调试的光学模块的前后设置光源模块和接收模块，能够精确的控制与监测光模块前入射光与光模块后出射光之间的关系，并且提供可视化的调试方案，调试精度高且效率高，可用于带有复杂轴系、有着多转折光路的装配调试，可确保光模块调试前后的入射光与出射光在位置、指向角上具有高精度的一致性，并且无需在系统中增加辅助的可见光作为指示光，调试过程可视化程度高，调试操作快速可靠。
[0019]2、本专利技术与现有的技术方案相比，不在受限于光路调试时使用光是否为可见光，
同时也不必在光路系统内进行可见光与不可见光之间的切换，本调试方案不限制使用任何波长的光源，避免了使用与模块实际应用不符的波长光源带来的损耗偏大，测试偏差大、测试准确度低的问题，适用于任何需要控制光模块输出光位置的情况。
[0020]3、本专利技术光源模块中设置调节支架、光纤准直器、基准光源和第一分光镜，基准光源输出的光源经光纤准直器和分光镜输入待调试的光学模块，基准光源定位准确，位置调整方便可靠，利用回波耦合的高精度测试原理，同时结合自准直仪的光可视化，兼顾调试精度与操作难度。
[0021]4、本专利技术接收模块中设置反射镜分光片、第二分光镜、同轴聚焦透镜、第一光斑机和第二光斑机，第一光斑机用于监测出光光束位置；第二光斑机用于监测出光光束指向角，能够在光路调试过程中进行准确的测量，调试时光斑机均为固定安装，避免了传统方法中使用移动平台造成的误差。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：包括光源模块(1)及接收模块(2)，所述光源模块(1)用于提供调试所用到的基准光及调试过程中的反馈信号，所述接收模块(2)用于测试光路调试前后的光束的位置、指向角；所述光源模块(1)包括调节支架(11)、光纤准直器(12)、基准光源(13)和第一分光镜(14)，所述光纤准直器(12)安装在调节支架(11)上，所述基准光源(13)输出的光经所述光纤准直器(12)和第一分光镜(14)输入待调试的光学模块(3)，作为光学光路调试的基准光源；所述接收模块(2)包括部分反射分光片(21)、第二分光镜(22)、同轴聚焦透镜(23)、第一光斑机(24)和第二光斑机(25)，所述部分反射分光片(21)设于光学镜架(26)上，待调试的光学模块(3)输出的光经过第二分光镜(22)后分别射向第一光斑机(24)和同轴聚焦透镜(23)，经所述同轴聚焦透镜(23)后聚焦的光再输入第二光斑机(25)。2.根据权利要求1所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：所述第一光斑机(24)设于滑动导轨(27)上，用于监测出光光束位置；所述第二光斑机(25)设于所述同轴聚焦透镜(23)的焦平面上，用于监测出光光束指向角。3.根据权利要求2所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：待调试的光学模块(3)光输入输出口分别设有可调节的第一孔光阑(4)和第二孔光阑(5)，所述第一孔光阑(4)和第二孔光阑(5)用于对非可见光光路粗调。4.根据权利要求3所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：所述第一分光镜(14)的回光反射一侧设有自准直仪(15)，所述自准直仪(15)连接可接收基准光波长的相机。5.根据权利要求4所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：所述自准直仪(15)设于调整架(16)上，所述调整架(16)用于调节所述自准直仪(15)的俯仰与偏摆角度。6.根据权利要求5所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：所述基准光源(13)中设有光环形器，光环形器的第一接口连接光源，光环形器的第二接口连接所述光纤准直器(12)，光环形器的第三接口连接功率计(17)。7.根据权利要求1所述的一种高精度的光学光路调试装置，其特征在于：待调试的光学模块(3)光输出口设有角度校准反射镜(6)，该反射镜为部分反射。8.根据权利要求6所述的一种高精度的光学光路调试装置的调试方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、光源模块(1)校...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑广建，董灵健，
申请(专利权)人：福州市纳飞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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