一种抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统技术方案

本发明专利技术提供的一种抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统，在四象限探测器前增加双平凸透镜的成像系统，通过将测试光束的束腰和成像系统的前焦点都设置在压电快反镜FSM上，将成像系统后焦点和参考光束束腰设置在四象限探测器QPD上，实现测量非线性的抑制，并有效抑制了零位偏移，同时FSM还能实时标定相角转换系数，并依据QPD的测量结果进行高精度的指向控制，能有效确保参考光路和测量光路共轴性。本发明专利技术的系统不仅抑制了光束偏移导致的测角非线性和零位偏移，还能有效提高测角的范围，进一步提升指向控制系统的稳定性和可靠性，能够广泛拓展应用在其他的差分波前传感测量的光学系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于波前传感与光学精密测量，具体涉及一种抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统。

技术介绍

1、差分波前传感技术（dws技术）是一种基于激光波前相位差的高精度角度测量技术，广泛应用于光路高精度指向控制中，以此来确保光路的稳定性。其测量方式为，两束存在一定频差的激光，满足外差干涉条件，产生外差信号，在四象限探测器qpd的四个像面分别产生四路干涉信号。对qpd像面的干涉信号分别对左右象限或上下象限做差，可以得到pitch和yaw方向的相位差，理想情况下的相角转换系数可由以下公式得，

2、

3、其中为上下象限或者左右象限的相位差，r为探测器的半径，λ为激光波长，α为角度偏差。

4、太极计划激光指向调控方案介绍，中国光学, 2019, 12(3): 425-431. doi:10.3788/co.20191203.0425，公开了一套复杂而精密的激光指向调控方案将整个过程将分为两个阶段，首先进行激光捕获过程，在该过程中，使用星敏感器（str）与电荷耦合器件（ccd）作为辅助捕获探测器，将激光指向不确定区域控制到μra本文档来自技高网...

【技术保护点】

1. 一种抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统，其特征在于：所述指向控制系统包括激光器、分束器、声光调制器、准直器、1/4波片、压电快反镜、分束镜、成像系统、四象限探测器和控制器，所述激光器出射激光，经过分束器分束后，由声光调制器移频，产生频差为的两束激光，两束激光由准直器输出后，经过1/4波片呈现线偏振态；其中，一束由分束镜反射的光束为参考光束，一束由压电快反镜反射的光束为测量光束，两光束束腰均位于反射镜镜面，垂直入射成像系统后，进入四象限探测器中心，探测测量光束与参考光束的干涉信号，将其转换成电信号后，由控制器对压电快反镜进行驱动，进行相位测量和精密控制； 其中，成像系统采用共轭...

【技术特征摘要】

1. 一种抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统，其特征在于：所述指向控制系统包括激光器、分束器、声光调制器、准直器、1/4波片、压电快反镜、分束镜、成像系统、四象限探测器和控制器，所述激光器出射激光，经过分束器分束后，由声光调制器移频，产生频差为的两束激光，两束激光由准直器输出后，经过1/4波片呈现线偏振态；其中，一束由分束镜反射的光束为参考光束，一束由压电快反镜反射的光束为测量光束，两光束束腰均位于反射镜镜面，垂直入射成像系统后，进入四象限探测器中心，探测测量光束与参考光束的干涉信号，将其转换成电信号后，由控制器对压电快反镜进行驱动，进行相位测量和精密控制； 其中，成像系统采用共轭成像以实现测量光束和参考光束在四象限探测器的中心重合，抑制测量的非线性，所述成像系统前焦点控制在压电快反镜上，参考光束的束腰控制在四象限探测器上，抑制零位偏移。

2.如权利要求1所述的抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统,其特征在于：所述成像系统由两面平凸透镜组成，通过共轭成像的方式，将角度变化量反向成像至探测器的像面，其中两面平凸透镜平行放置且间隔两倍焦距，凸面朝向入射光入射方向。

3.如权利要求1所述的抑制差分波前传感技术非线性的指向控制系统,其特征在于：所述控制器包括ad采样模块、数字相位计和角度解算模块；所述a...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱星光，王义坤，崔钊，王雪，施昊祺，叶宗晋，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：