本发明专利技术涉及一种基于单片机控制的激光控制指向系统及其应用，属于激光控制技术领域。系统，包括平面镜组、角度控制装置和探测与数据处理装置，其中，平面镜组两端分别设置有角度控制装置和探测与数据处理装置，角度控制装置和探测与数据处理装置均连接有单片机控制系统。平面镜组包括平面反射镜一和平面反射镜二，平面反射镜一与平面反射镜二平行。平面镜组用于光路前后来回反射，缩小系统面积。本发明专利技术简单方便，能够在保证稳定控制的情况下，利用多次反射增加光程，尽最大可能缩小系统的面积，达到长焦距凸透镜的焦距，进而保证成像的准确性与系统的可行性。准确性与系统的可行性。准确性与系统的可行性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机控制的激光控制指向系统及其应用
[0001]本专利技术涉及一种基于单片机控制的激光控制指向系统及其应用，属于激光控制
技术介绍
[0002]激光光束因为其亮度高和方向性好的特点，所以常用于准直系统的应用中，包括工业加工和测量等等。但由于各种外界因素的干扰，像是温度变化，烟雾灰尘，或者像是所处位置的抖动都会对激光的准直产生巨大的误差，以至于不能正常工作，在加工过程中，不稳定性主要来自于以下几方面：
[0003](1)在激光器系统中，因为表面及其内部通常存在着温度梯度分布，即使是非常微小的温度差都会导致聚焦不精准，进而影响系统的整体性能。
[0004](2)在激光传输过程中，由于各种原因引起的振动会影响光束指向的稳定性，降低指向精度。大气湍流会导致激光在传输中随着空气折射率而随机变化，进而引起光束随机抖动。
[0005]单片机在晶体芯片上集成功能丰富，体积小，重量轻，功耗低，性价比高而且控制能力强，指令系统丰富。非常适合激光器的控制功能实现。因此实现一种基于单片机控制的激光控制指向系统具有很好的应用前景。
[0006]中国专利文件CN111596456A公开了一种激光指向稳定控制系统，包括由两台快速偏转镜及其压电陶瓷控制器，两台二维位置探测器及其控制器，两个分束器，两片平面反射镜，一片平凸透镜和上位机组成；二维位置探测器能够实时监测光斑位置偏移量，得出光束空间平移与角度偏移量的实时数据；压电陶瓷控制器控制所述的快速偏转镜，实现对光束指向的控制；上位机连通所述的二维位置探测器的控制器和所述的快速偏转镜的压电陶瓷控制器，构建光斑位置探测与光束指向控制闭合回路，实现光束指向实时控制；平凸透镜与两片平面反射镜以及二维位置探测器共同组成了该系统的角度偏移探测模块。该系统传输光程长，而且使用电脑作为上位机进行控制偏转，设备过大，使用不便。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于单片机控制的激光控制指向系统，简单方便，能够在保证稳定控制的情况下，利用多次反射增加光程，尽最大可能缩小系统的面积，达到长焦距凸透镜的焦距，进而保证成像的准确性与系统的可行性。
[0008]本专利技术还提供上述基于单片机控制的激光控制指向系统的应用。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种基于单片机控制的激光控制指向系统，包括平面镜组、角度控制装置和探测与数据处理装置，其中，平面镜组两端分别设置有角度控制装置和探测与数据处理装置，角度控制装置和探测与数据处理装置均连接有单片机控制系统。
[0011]根据本专利技术优选的，平面镜组包括平面反射镜一和平面反射镜二，平面反射镜一
与平面反射镜二平行。平面镜组用于光路前后来回反射，缩小系统面积。
[0012]根据本专利技术优选的，角度控制装置包括压电陶瓷偏转镜一、压电陶瓷偏转镜二、压电陶瓷控制器、高透分束镜一和高透分束镜二，平面镜组左下方设置有压电陶瓷偏转镜一，平面镜组右上方设置有高透分束镜一，高透分束镜一出光侧设置有压电陶瓷偏转镜二，压电陶瓷偏转镜二出光侧设置有高透分束镜二，高透分束镜二的分束光经长焦距凸透镜入射至平面反射镜二，压电陶瓷偏转镜一和压电陶瓷偏转镜二均连接至压电陶瓷控制器。角度控制装置通过激光指向压电陶瓷偏转镜的位置来进行角度的调整，长焦距凸透镜用于准直聚焦回来的光路，增加光程，增加调控准确性。
[0013]根据本专利技术进一步优选的，压电陶瓷偏转镜一与水平线成45
°
夹角，压电陶瓷偏转镜一与压电陶瓷偏转镜二平行设置，高透分束镜一与水平线成45
°
夹角，高透分束镜一和高透分束镜二平行，高透分束镜一与压电陶瓷偏转镜二垂直。
[0014]根据本专利技术优选的，压电陶瓷偏转镜一和压电陶瓷偏转镜二结构相同，均为圆形，直径为1英寸，对900
‑
1000nm之间的光波段具有99％以上的反射率，对于其他波段的光波长具有90％以上的透过率。
[0015]根据本专利技术优选的，探测与数据处理装置包括位置传感器一和位置传感器二，位置传感器一设置于高透分束镜一的分束光一侧，位置传感器二设置于平面镜组左下方的反射出光方向上。
[0016]上述基于单片机控制的激光控制指向系统的应用，步骤如下：
[0017](1)激光光束通过压电陶瓷偏转镜一后进入平面镜组，在平面镜组内经过多次反射后到达高透分束镜一；
[0018](2)高透分束镜一将激光光束分成两束，一束作为输出光束，透射到压电陶瓷偏转镜二，另一束作为取样光束，反射到位置传感器一上，得到位置量(x1,y1)；
[0019](3)输出光束接着打向高透分束镜二，此时，输出光束再次分为两束，一束透射出去，形成出射光，另一束反射，经过长焦距凸透镜，再次进入平面镜组，最后从平面镜组出来，进入位置传感器二上，此时光程等于长焦距凸透镜的焦距，位置传感器二得到光束位置量(x2,y2)；
[0020](4)位置传感器一和位置传感器二接受到的数据传输至单片机控制系统，单片机控制系统根据探测的位置量调整压电陶瓷偏转镜一和压电陶瓷偏转镜二，实现激光光束控制。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、本专利技术简单方便，能够在保证稳定控制的情况下，利用多次反射增加光程，尽最大可能缩小系统的面积，达到长焦距凸透镜的焦距，进而保证成像的准确性与系统的可行性。
[0023]2、本专利技术利用单片机电路的小型化，高集成化，指令多功能化，控制系统方便实现而且造价便宜，可以进行规模量产。能够在空间上稳定系统，缩小环境变量引起的误差。
附图说明
[0024]图1为本专利技术结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的位置传感器控制原理图；
[0026]其中1、平面反射镜一，2、平面反射镜二，3、高透分束镜一，4、高透分束镜二，5、压电陶瓷偏转镜二，6、压电陶瓷偏转镜一，7、长焦距凸透镜，8、位置传感器一，9、位置传感器二；10、单片机；11、采集电路；12、输出电路。
具体实施方式
[0027]下面通过实施例并结合附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。
[0028]实施例1：
[0029]如图1
‑
2所示，本实施例提供一种基于单片机控制的激光控制指向系统，包括平面镜组、角度控制装置和探测与数据处理装置，其中，平面镜组两端分别设置有角度控制装置和探测与数据处理装置，角度控制装置和探测与数据处理装置均连接有单片机控制系统。单片机控制系统包括单片机、采集电路和输出电路，单片机分别连接有采集电路和输出电路，单片机控制系统为常规系统，采集电路连接有探测与数据处理装置，输出电路连接有角度控制装置。
[0030]平面镜组包括平面反射镜一1和平面反射镜二2，平面反射镜一1与平面反射镜二2平行。平面镜组用于光路前后来回反射，缩小系统面积。
[0031]角度控制装置包括压电陶瓷偏转镜一6、压电陶瓷偏转镜二5、压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于单片机控制的激光控制指向系统，其特征在于，包括平面镜组、角度控制装置和探测与数据处理装置，其中，平面镜组两端分别设置有角度控制装置和探测与数据处理装置，角度控制装置和探测与数据处理装置均连接有单片机控制系统。2.如权利要求1所述的基于单片机控制的激光控制指向系统，其特征在于，平面镜组包括平面反射镜一和平面反射镜二，平面反射镜一与平面反射镜二平行。3.如权利要求2所述的基于单片机控制的激光控制指向系统，其特征在于，角度控制装置包括压电陶瓷偏转镜一、压电陶瓷偏转镜二、压电陶瓷控制器、高透分束镜一和高透分束镜二，平面镜组左下方设置有压电陶瓷偏转镜一，平面镜组右上方设置有高透分束镜一，高透分束镜一出光侧设置有压电陶瓷偏转镜二，压电陶瓷偏转镜二出光侧设置有高透分束镜二，高透分束镜二的分束光经长焦距凸透镜入射至平面反射镜二，压电陶瓷偏转镜一和压电陶瓷偏转镜二均连接至压电陶瓷控制器。4.如权利要求3所述的基于单片机控制的激光控制指向系统，其特征在于，压电陶瓷偏转镜一与水平线成45
°
夹角，压电陶瓷偏转镜一与压电陶瓷偏转镜二平行设置，高透分束镜一与水平线成45
°
夹角，高透分束镜一和高透分束镜二平行，高透分束镜一与压电陶瓷偏转镜二垂直。5.如权利要求3所述的基于单片机控制的激光控制指向系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，王思韵，冯传胜，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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