一种光线垂直度测试方法及测试工具技术

本发明专利技术提出一种光线垂直度测试方法及测试工具，光线垂直度测试工具包括：测试光源、基准面工装、全反镜片、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光线平移工装、刻度盘和指示光源；测试光源为千米量级长度测距所用的高输出功率激光光源；所述指示光源为有效传输距离百米级的低功率可见光激光光源；第一小孔光阑、第二小孔光阑的光阑中心轴线到基座的高度相同，以用于激光光束测试。本发明专利技术的技术方案，可克服现有方法测试误差大的缺点，并且可以简化调试过程；进一步地，通过调节指示光线与测试光线平行，有效替代强激光光线，克服了强激光使用直接测量难度较大的弊端，使用反射原理测量垂直度偏差更为精确。差更为精确。差更为精确。

【技术实现步骤摘要】
一种光线垂直度测试方法及测试工具


[0001]本专利技术属于光学测量
，尤其涉及一种光线垂直度测试方法及测试工具。

技术介绍

[0002]在激光器测距过程中，常常需要将光源激光器与测距接收镜头安装在同一个固定支架上，光源激光器与接收镜头调试同轴，调试过程比较繁琐且费时费力。目前的方法是固定支架上设置一个基准面，依据此基准面来调试光源激光器的位置，使得出射激光与基准面垂直；依据此基准面来调试测距镜头，镜头的接收面与基准面也保持平行。
[0003]在调试出射光线与基准面垂直的过程中，现有的方法有套筒法与直接测量法，这两种方法测试结果误差较大。特别是在激光强度较大时，测量误差更大。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种光线垂直度测试方法及测试工具，本专利技术的第一方面提出一种光线垂直度测试工具，所述工具包括：测试光源、基准面工装、全反镜片、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光线平移工装、刻度盘和指示光源；
[0005]所述测试光源为千米量级长度测距所用的高输出功率激光光源；所述指示光源为有效传输距离百米级的低功率可见光激光光源；
[0006]所述第一小孔光阑、第二小孔光阑的光阑中心轴线到基座的高度相同，以用于激光光束测试。
[0007]如本专利技术的第一方面所述的工具，所述光线平移工装用来平移指示光源的激光束，所述光线平移工装包括：第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片，所述第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片的放置方式，使得水平入射进入所述光线平移工装的指示光源的激光束，经过两次反射后仍然水平输出；
[0008]所述第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片之间的间隔距离能够调节。
[0009]如本专利技术的第一方面所述的工具所述刻度盘中心留有直径≤1mm通孔，用于通过指示光源的激光束；所述刻度盘表面刻画多级间隔均匀的同心圆，并标注刻度；任意两级同心圆之间间隔小于等于5毫米。
[0010]如本专利技术的第一方面所述的工具，所述全反镜片的反射面镀银，反射率为：R≥99％；所述低功率可见光激光光源采用红色氦氖激光器，激光光斑直径≤1mm,激光输出功率为：P≥1mW；
[0011]所述高输出功率激光光源包括：YAG激光器，半导体泵浦光纤激光器，大功率半导体激光器，激光输出功率为：P≥1.5W。
[0012]如本专利技术的第一方面所述的工具，所述基准面工装为一个L形台架，基座底面是一个水平面，横断面为矩形的立柱垂直竖立在基座上，立柱向外的平面与基座底面成90
°
，所述立柱向外的平面为基准面，基座上面是与基座底面平行的平面。
[0013]本专利技术的第二方面提出一种光线垂直度测试方法，所述方法包括如下步骤
[0014]步骤1，将基准面工装的基座底面放置在光学平台上并固定，将全反镜片固定在基准面工装的基准面的上端，并使全反镜片的反射面与基准面平行，且朝向基准面外侧；
[0015]步骤2，将测试光源的激光器底座固定在基准面工装基座上面的平面上，测试光源的激光束的出光方向沿着基准面工装的基准面的法线方向指向第一小孔光阑的方向；
[0016]步骤3，将第一小孔光阑和第二小孔光阑放置在光学平台，并且使得测试光源的激光束同时穿过第一小孔光阑和第二小孔光阑的光阑孔，然后固定第一小孔光阑和第二小孔光阑；
[0017]步骤4，摆放指示光源，打开指示光源，并调整指示光源输出的激光束的高度和方向，使指示光源输出的激光束其指向所述全反镜片的中心位置；
[0018]步骤5，在指示光源和和第二小孔光阑之间架设光线平移工装，调整光线平移工装的位置，并调整第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片的间隔，使得指示光源输出的激光束依次通过第二小孔光阑和第一小孔光阑的光阑中心；
[0019]步骤6，移除光线平移工装，在指示光源与全反镜片的反射面之间架设刻度盘，调整所述刻度盘的位置和高度，使指示光源的激光束通过刻度盘的中心的通孔；
[0020]步骤7，在步骤6的基础上读取指示光源的激光束被全反镜片反射到刻度盘上的反射点位置，读出并记录所述反射点位置与刻度盘的中心的偏移量量值。
[0021]如本专利技术的第二方面所述的方法，步骤3包括子步骤：
[0022]步骤3.1，打开测试光源；
[0023]步骤3.2，采用简易测试方法确定测试光源的激光束输出方向；
[0024]步骤3.3，将第一小孔光阑和第二小孔光阑放置在光学平台，调整第一小孔光阑的位置使得测试光源的激光束穿过第一小孔光阑的光阑中心，将第一小孔光阑固定在光学平台上；
[0025]步骤3.4，将第二小孔光阑放置在光学平台，调整第二小孔光阑的位置使得测试光源的激光束穿过第二小孔光阑的光阑中心，将第二小孔光阑固定在光学平台上；
[0026]步骤3.5，关闭测试光源。
[0027]如本专利技术的第二方面所述的方法，所述确定测试光源的激光束输出方向的简易测试方法包括：激光功率计测试法、用上转换片观察光斑方向法及靶板激光打靶法。
[0028]如本专利技术的第二方面所述的方法，设置所述第一小孔光阑和第二小孔光阑之间的距离大于等于1米。
[0029]如本专利技术的第二方面所述的方法，步骤4中摆放指示光源时，所述指示光源输出的激光束的高度不超过第一小孔光阑和第二小孔光阑的光阑中心高度加光线平移工装的第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片的最大间隔，并且所述全反镜片的中心位置也低于指示光源输出的激光束的高度。
[0030]采用本专利技术的技术方案，可克服现有方法测试误差大的缺点，并且可以简化调试过程；进一步地，通过调节指示光线与测试光线平行，有效替代强激光光线，克服了强激光使用直接测量难度较大的弊端，使用反射原理测量垂直度偏差更为精确。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的光线垂直度测试方法的整体结构示意图；
[0032]图2是本专利技术的光线垂直度测试方法的测试原理示意图；
[0033]图3是本专利技术的光线垂直度测试方法的光线平移工装示意图；
[0034]图4是本专利技术光线垂直度测试方法的测试光源激光出射方向示意图；
[0035]图5是本专利技术光线垂直度测试方法的指示光源激光确定示意图；
[0036]图6是本专利技术光线垂直度测试方法的指示激光出射方向确定示意图；
[0037]图7是本专利技术光线垂直度测试方法的刻度盘位置固定示意图；
[0038]图8是本专利技术光线垂直度测试方法的光线平移工装示意图；
[0039]图9是本专利技术光线垂直度测试方法的刻度盘示意图。
[0040]其中：1
‑
测试光源，2
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基准面工装，3
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全反镜片，4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光线垂直度测试工具，其特征在于，所述工具包括：测试光源、基准面工装、全反镜片、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光线平移工装、刻度盘和指示光源；所述测试光源为千米量级长度测距所用的高输出功率激光光源；所述指示光源为有效传输距离百米级的低功率可见光激光光源；所述第一小孔光阑、第二小孔光阑的光阑中心轴线到基座的高度相同，以用于激光光束测试。2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述光线平移工装用来平移指示光源的激光束，所述光线平移工装包括：第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片，所述第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片的放置方式，使得水平入射进入所述光线平移工装的指示光源的激光束，经过两次反射后仍然水平输出；所述第一45
°
反射镜片和第二45
°
反射镜片之间的间隔距离能够调节。3.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述刻度盘中心留有直径≤1mm通孔，用于通过指示光源的激光束；所述刻度盘表面刻画多级间隔均匀的同心圆，并标注刻度；任意两级同心圆之间间隔小于等于5毫米。4.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述全反镜片的反射面镀银，反射率为：R≥99％；所述低功率可见光激光光源采用红色氦氖激光器，激光光斑直径≤1mm,激光输出功率为：P≥1mW；所述高输出功率激光光源包括：YAG激光器，半导体泵浦光纤激光器，大功率半导体激光器，激光输出功率为：P≥1.5W。5.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述基准面工装为一个L形台架，基座底面是一个水平面，横断面为矩形的立柱垂直竖立在基座上，立柱向外的平面与基座底面成90
°
，所述立柱向外的平面为基准面，基座上面是与基座底面平行的平面。6.一种光线垂直度测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤1，将基准面工装的基座底面放置在光学平台上并固定，将全反镜片固定在基准面工装的基准面的上端，并使全反镜片的反射面与基准面平行，且朝向基准面外侧；步骤2，将测试光源的激光器底座固定在基准面工装基座上面的平面上，测试光源的激光束的出光方向沿着基准面工装的基准面的法线...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪峰，赵虎，邓明发，
申请(专利权)人：北京东方锐镭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：