一种光轴测试方法与流程

    技术2026-06-20  24


    本发明属于光轴测试领域,具体地说,涉及一种光轴测试方法。


    背景技术:

    1、光轴测试技术在光学系统的设计、制造和维护中起着至关重要的作用。主要涉及对光束在光学系统中的传播路径进行测量和校准,以确保光学元件的精确对准和系统的最佳性能

    2、传统方法难以实时监测和调整光束的波前信息,主要依赖于静态测量。技术人员需要逐一调整光学元件的位置和角度,依靠观察和测量结果进行反复调整,过程繁琐且容易引入人为误差。由于无法实时获取和分析光束的波前数据,光轴偏差和像差在动态变化中难以及时校正。特别是在高精度和复杂光学系统中,这种静态测量的局限性更加明显,难以满足精细调节的需求。

    3、有鉴于此特提出本发明。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种光轴测试方法,解决了上述背景技术中提出的问题。

    2、为解决上述技术问题,本发明采用技术方案的基本构思是:

    3、一种光轴测试方法,包括:以下步骤:

    4、s1:建立光学测试系统,并在光学测试系统处设置光源,使激光束通过光学测试系统;

    5、s2:在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态;

    6、s3:对光学测试系统中对光学元件进行调节并辅助光轴对准;

    7、s4:分析光斑位置和形态,自动识别最佳调整方案,进行多点光轴检测,获取全面光轴偏差数据;

    8、s5:远程监控和调试光学元件,并实时分析接收到数据和反馈,并根据分析和反馈结果自动调整光学元件;

    9、s6:通过变形镜和波前传感器,实时监测和调整光束波前,消除光轴偏差和像差,即完成对光轴的测试。

    10、可选的,设置光源,使激光束通过光学测试系统并在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态的具体步骤为:

    11、选择高方向性和单色性的激光器作为光源,将其固定在待测试光学测试系统的光轴入口处;启动激光器,使激光束通过整个光学测试系统。

    12、可选的,在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态的步骤为:

    13、在光学测试系统的入口、中间节点和出口处分别安装ccd相机和光电探测器,ccd相机在激光进入光学测试系统后会实时捕捉光束的图像并提供光束的位置和形态信息,在激光进入光学测试系统后光电探测器测量光束的强度和位置,记录光斑位置和光束形态。

    14、可选的,对光学测试系统中对光学元件进行调节并辅助光轴对准的步骤为:

    15、准备电动调整架,并将光学元件安装在电动调整架上,而后确定初始光轴,使得激光束大致沿着预定光轴传播,根据操控指令控制电动调整架对光学元件的位置和角度进行调整。

    16、可选的,分析光斑位置和形态,自动识别最佳调整方案,进行多点光轴检测,获取全面光轴偏差数据的步骤为:

    17、获取ccd相机和光电探测器发送的光斑的实时图像和强度分布,分析光斑的位置和形态并获取多个光轴检测装置的数据进行多点光轴检测,获取各检测点的光斑位置和形态数据;使用人工智能模型综合分析各检测点的光斑位置和形态数据,计算光轴的整体偏差,获取全面的光轴偏差数据,其表达式为:其中,δdi为第i个检测点的光轴偏差,(xideal,yideal)为理想光轴位置。

    18、可选的,在分析光斑位置和形态前需要在不同的光学测试环境和条件下采集光轴偏差的数据集对人工智能模型进行训练,在训练好人工智能模型后还需要定期收集新的实验数据,使用新的数据集对模型进行重新训练,以适应不同的光学测试环境和条件。

    19、可选的,远程监控和调试光学元件,并实时分析接收到数据和反馈,并根据分析和反馈结果自动调整光学元件的步骤为:

    20、通过网络和光学测试系统建立远程连接并实时获取ccd相机和光电探测器采集的数据和分析得到的整体偏差,对接收到的实时数据和整体偏差进行分析生成调整建议,根据获取的数据实时查看光轴偏差数据,并根据调整建议进行远程调试。

    21、可选的,在远程调试之前还包括手动调试,其步骤为:

    22、将计算出的光轴偏差信息以虚拟对准标记的形式叠加显示在技术人员的视野中,基于实时获取的数据,分析光轴偏差,并生成光学元件调整建议,通过虚拟对准标记,手动调整光学元件的位置和角度,以最小化光轴偏差,根据生成的调整建议,通过电动调整架和精密定位系统自动调整光学元件的位置和角度

    23、可选的,通过变形镜和波前传感器,实时监测和调整光束波前,消除光轴偏差和像差,即完成对光轴的测试的步骤为:

    24、在光学系统中安装波前传感器,实时测量激光束的波前信息,获取波前畸变数据并通过波前传感器的数据,计算出波前畸变的具体形式和幅度,基于计算出的波前畸变,生成需要施加在变形镜上的校正波前,以消除波前畸变,根据校正波前数据控制变形镜的形状,施加相应的校正波前,以消除波前畸变和像差,通过变形镜的实时调整,逐步消除光轴偏差和像差,使激光束达到理想的波前分布,完成对光轴的测试。

    25、采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果,当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以下所述的所有优点:

    26、通过变形镜和波前传感器,实时监测和调整激光束的波前信息,精准消除光轴偏差和像差,确保光束在传播过程中始终保持理想状态,最终实现高精度的光轴测试。本发明的方法不仅显著提高了光轴校准的精度和稳定性,还大幅提升了系统的自动化水平和操作便捷性,使其能够适应各种复杂光学系统的需求,确保测试过程的高可靠性和效率。

    27、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。



    技术特征:

    1.一种光轴测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,设置光源,使激光束通过光学测试系统并在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态的具体步骤为:

    3.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态的步骤为:

    4.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,对光学测试系统中对光学元件进行调节并辅助光轴对准的步骤为:

    5.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,分析光斑位置和形态,自动识别最佳调整方案,进行多点光轴检测,获取全面光轴偏差数据的步骤为:

    6.根据权利要求5所述的一种光轴测试方法,其特征在于,在分析光斑位置和形态前需要在不同的光学测试环境和条件下采集光轴偏差的数据集对人工智能模型进行训练,在训练好人工智能模型后还需要定期收集新的实验数据,使用新的数据集对模型进行重新训练,以适应不同的光学测试环境和条件。

    7.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,远程监控和调试光学元件,并实时分析接收到数据和反馈,并根据分析和反馈结果自动调整光学元件的步骤为:

    8.根据权利要求7所述的一种光轴测试方法,其特征在于,在远程调试之前还包括能手动调试,其步骤为:

    9.根据权利要求1所述的一种光轴测试方法,其特征在于,通过变形镜和波前传感器,实时监测和调整光束波前,消除光轴偏差和像差,即完成对光轴的测试的步骤为:


    技术总结
    本发明公开了一种光轴测试方法,涉及光轴测试技术领域。本发明包括建立光学测试系统,并在光学测试系统处设置光源,使激光束通过光学测试系统;在光学测试系统的不同位置安装多个光轴检测装置,实时监测光束的位置和形态。本发明通过变形镜和波前传感器,实时监测和调整激光束的波前信息,精准消除光轴偏差和像差,确保光束在传播过程中始终保持理想状态,最终实现高精度的光轴测试。本发明的方法不仅显著提高了光轴校准的精度和稳定性,还大幅提升了系统的自动化水平和操作便捷性,使其能够适应各种复杂光学系统的需求,确保测试过程的高可靠性和效率。

    技术研发人员:罗小宝,李波涛,熊志
    受保护的技术使用者:南昌同兴达精密光电有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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