恭喜哈尔滨工业大学;哈工大郑州研究院付海金获国家专利权
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龙图腾网恭喜哈尔滨工业大学;哈工大郑州研究院申请的专利一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置及测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118999408B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411084513.5,技术领域涉及:G01B11/26;该发明授权一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置及测量方法是由付海金;陈仪松;胡鹏程;王子乔;熊信慷;王铮设计研发完成,并于2024-08-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置及测量方法在说明书摘要公布了:一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置及测量方法,属于精密测量技术领域,意在解决差分波前传感技术的角度测量精度与角度测量线性范围制约的问题,本发明包括双频激光发生模块、参考光准直器、参考光电探测器、参考反射镜、一号、二号、三号非偏振分光棱镜、测量反射镜、一号、二号四象限探测器、虹膜光阑、测量光准直器。本发明利用二号四象限探测器根据差分功率传感原理实时获得各象限光强度数据,计算待测角度粗测值;根据粗测值调节虹膜光阑至对应通光孔径,实现波前差分传感测量线性范围及测量灵敏度动态在线调整;最后根据差分波前传感原理计算待测角度精测值,实现粗精二次测量,在保证角度测量精度的同时提升了角度测量范围。
本发明授权一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置及测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法,依托于一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置实现,包括双频激光器1、参考光单模光纤2、参考光准直器3、参考光电探测器4、一号非偏振分光棱镜5、参考反射镜6、三号非偏振分光棱镜7、测量反射镜8、二号四象限探测器9、虹膜光阑10、一号四象限探测器11、二号非偏振分光棱镜12、测量光准直器13、测量光单模光纤14;所述双频激光器1分别连接参考光单模光纤2、测量光单模光纤14;所述参考光单模光纤2连接参考光准直器3,所述测量光单模光纤14连接测量光准直器13;所述参考光准直器3出射的参考光垂直入射到一号非偏振分光棱镜5上,所述测量光准直器13出射的测量光垂直入射到二号非偏振分光棱镜12上;所述一号非偏振分光棱镜5和二号非偏振分光棱镜12的侧面平行粘接;所述一号非偏振分光棱镜5的另一侧对应设置有参考光电探测器4,所述一号非偏振分光棱镜5的后侧粘接有参考反射镜6;所述二号非偏振分光棱镜12的另一侧对应设置有虹膜光阑10,所述虹膜光阑10的侧面设置有一号四象限探测器11,所述二号非偏振分光棱镜12的后侧粘接有三号非偏振分光棱镜7,所述三号非偏振分光棱镜7的后侧设置有测量反射镜8,所述三号非偏振分光棱镜7的侧面设置有二号四象限探测器9;其特征在于,包括如下步骤:S1.打开双频激光发生模块,待激光频率稳定后设置测量反射镜产生偏摆或俯仰角度变化,利用二号四象限探测器根据差分功率传感原理实时获得各象限光强度数据,计算待测角度粗测值;步骤S1的具体实现方法包括如下步骤:S1.1.双频激光器出射两束激光,分别为参考光和测量光;参考光经过一号分光棱镜后分为两路,参考光的透射光经参考反射镜反射后再经一号分光棱镜反射并被参考光电探测器接收,参考光的反射光经二号分光棱镜透射并经过虹膜光阑最终被一号四象限探测器接收;测量光经过二号分光棱镜后也分为两路,测量光的反射光经一号分光棱镜透射并被参考光电探测器接收,与参考光分量形成参考干涉信号,测量光的透射光经三号分光棱镜透射再经测量反射镜反射后回到三号分光棱镜,再次分为两路,测量光的透射光经二号分光棱镜反射后并经过虹膜光阑最终被一号四象限探测器接收,与参考光分量形成差分波前传感干涉信号,测量光的反射光被二号光电探测器接收形成差分功率传感测量信号;S1.2.激光频率稳定后设置测量反射镜产生偏摆或俯仰角度变化,设置初始测量状态下虹膜光阑处于最小光圈位置,二号四象限探测器基于差分功率传感原理测量不同象限的光强度,然后计算粗测偏摆角θDPSx、粗测俯仰角θDPSy,计算公式为: 其中,PA为二号四象限探测器上第二象限的光强度,PB为二号四象限探测器上第一象限的光强度,PC为二号四象限探测器上第四象限的光强度,PD为二号四象限探测器上第三象限的光强度,象限划分从A到D依次从左上角顺时针旋转;LDPS为从测量反射镜前表面到二号四象限探测器光敏面的光束传播最小距离;S2.基于步骤S1得到的待测角度粗测值,选择差分波前传感角度测量装置的测量线性范围及测量灵敏度,并调节虹膜光阑的通光孔径;S3.基于步骤S2调整后的虹膜光阑通光孔径大小,利用一号四象限探测器根据差分波前传感原理采集不同象限的相位数据,计算待测角度精测值。
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