多光轴调校一致.doc

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1、多光轴调校一致一、绪论在现代军用光电武器装备中，一般都包含有电视、红外、激光等多个光电传感器，能够完成对目标的搜索、瞄准和激光照射等功能，这些光学设备的光谱几乎覆盖了可见光到红外的全部波段。由于是集多种光学仪器于一体，必然产生诸多光学系统间的光轴平行性问题。目标信息的准确性主要取决于光电系统中光轴的平行性。因此，对于高精度的武器系统搜索、观察和瞄准目标系统、精确打击系统，各光轴之间的平行性在保证武系统的命中目标概率和命中目标精度方面均起着至关重要的作用。二、研究题目设计三光轴的调校方案，装置的参数如图所示，要求写出调校方案、原理图、方法步骤、使用到的仪器。三、调校方案目前常用的光轴平行性测试方

2、法主要有投影靶法、小口径光管法、大口径平行光管法等。方法一：投影靶法是利用一个放置在远处的靶板来接收从被测仪器出瞳射出的激光束，将各光轴投影到靶板上。图中为光轴１和光轴２之间的间隔；为光轴1和光轴3之间的间隔；为光轴1和光轴2投影到投影靶板上光斑1和光斑2之间的间隔；为光轴1和光轴3投影到投影靶板上光斑1和光斑3之间的间隔。沿着光路的方向看，各光轴与靶板上的光斑是镜像关系，通过比较和的差异或者比较和的差异来判断光轴1和光轴2或者光轴1和光轴3平行与否。使用仪器：激光器、被测系统、靶板和相应的导轨与基座组成。方法二：小口径平行光管法就是在小口径平行光管的焦点处放置一点光源或者靶标，经小口径平行光

3、管之后，变为平行光出射，由于口径小的缘故，平行光束一般很难浸没整个被测系统，因此需要借助于分光镜和反光镜、五棱镜、斜方棱镜等装置使平行光束分别进入各个子系统，然后分别观察点光源或者靶标的像是否落在各个子系统的中心，如果落在各个子系统的中心，说明被测系统的各个光轴是平行的，如果没有落在各个子系统的中心，说明不平行，需要调校，并给出各光轴之间的偏差量。使用仪器：本系统主要由光源、星点孔或者靶标、小口径平行光管、五棱镜或斜方棱镜和相应的导轨和基座构成。方法三：大口径平行光管法主要是利用大口径平行光管来产生平行光束，由于口径大，因而不像小口径平行光管法那样还需要分光镜等装置使平行光束浸没整个被测系统的

4、视场。用光源照明处于平行光管焦面上的十字分划板，经由平行光管产生平行光束，进入被测系统，在被测系统的出瞳位置或者是显示器上观察十字分划的中心是否落在各个子系统的视场中心，如果在中心，说明各光轴相互平行；如没有落在中心，则说明不平行，并给出各个光轴的偏差量。使用仪器：大口径平行光管法装置主要由光源、十字分划板、大口径平行光管和各种基座组成。三中方法的对比：投影靶法结构简单，造价低廉，使用方便，可在野外使用，主误差小，但只能在夜晚或阴天进行光轴调整。小口径平行光管法优点是小口径平行光管制作较容易且轻便，缺点是误差环节较多，精度不太高。大口径平行光管法，优点是误差环节少，测量精度高。从以上分析可知，

5、要得到比较高的测试精度，作为校准装置必须采用大口径平行光管法。综上所述，结合本次系统的结构以及要求，采用大口径非球面反射系统给出测量目标，结合现代光电转换技术、数字图像采集与处理技术和计算机应用技术，实现光轴平行性测量和数字处理。四、原理图五、方法步骤按原理图安排光路，在被测系统前放置高精度平面镜，精确地确定大口径离轴抛物面镜的焦面，将目标靶和CCD分别固定在离轴抛物面镜的焦面和共轭焦面处，并记录此时CCD上目标靶共轭像的中心坐标(，)，移开平面镜。将被测装置放置在大口径平行光管平行光束中，利用多维被测装置支承台将被测装置大致调水平，在被测装置可见系统的显示器上观察十字叉丝的中心是否和可见系统

6、的十字重合，如没有重合，调节被测装置直至重合为止。由被测装置激光器发射激光光束，通过被测装置的激光通道汇聚在CCD上，用CCD测量系统测出激光光斑的中心位置（，），由（1）式计算可见光轴与激光光轴的平行性偏差角为：（1）同样，关闭可见光源，加热目标靶，使其发出红外光，调节被测装置使得被测装置红外系统的中心和目标靶十字像重合，由被测装置激光器发射激光光束，通过被测装置的激光通道汇聚在ＣＣＤ上，用ＣＣＤ测量系统测出激光光斑的中心位置（，），由（2）式计算红外光轴与激光光轴的平行性偏差角：（2）式中ｆ为大口径离轴抛物面镜的焦距。当被测装置没有激光时，打开可见光源，调节被测装置，使目标靶的像中心落在可

7、见系统的中心处，关闭可见光源，加热目标靶，打开红外通道，在红外系统的显示屏上读出十字叉丝偏离中心值ｘ４和ｙ４，代入（３）式可以计算出红外光轴相对于可见光轴平行性偏差角：（3）六、使用仪器光源、离轴抛物面反射镜、反光镜、十字分划板、大口径平行光管、立方棱镜、CCD、中继光学系统的各个透镜和各种基座。《光学与光电检测技术》小组作业小组成员：侯婷琇、阮仕涛、原小正、赵洋、张英鸽2014年3月17日