專利名稱：一種飛焦級激光微能量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛焦級激光微能量計，屬于激光測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來隨著激光制導(dǎo)、激光測距等產(chǎn)品的問世，激光遠距離目標(biāo)漫反射回
波能量的檢測也提到日程上來，它接收光能的最小量值都在幾個fJ/cm2。
目前己有的脈沖激光微能量計最小可測量的能量是800fJ/cm2 ，是中國計量
科學(xué)研究院于近年研制的產(chǎn)品，它的缺點是不能測量小于800打/cn^的能量，它
是由探測器和信號處理及顯示系統(tǒng)組成。
國際上，根據(jù)美國國家標(biāo)準研究院的報道，在其國家標(biāo)準實驗室內(nèi)通過擴
大基準激光束的口徑以及光楔分束的方法，建立了最小能量標(biāo)準為2.6fJ/cr^的
系統(tǒng)，該系統(tǒng)的能量接收器釆用了雪崩光電二極管探測器(APD)，它的靈敏度
高，需要在400V的工作電壓和恒溫的環(huán)境下進行工作，故不適用作通用的脈沖
激光微能量計，它也沒有觀察、瞄準裝置，不能對遠距離目標(biāo)脈沖激光漫反射
回波信號進行檢測，也不能在室外使用。
本發(fā)明在激光微能量計中引入了光學(xué)系統(tǒng)并在該系統(tǒng)中加入了觀測系統(tǒng)，
通過同步調(diào)焦，使激光微能量計能夠觀察和瞄準目標(biāo)物，從而達到精確測量目
標(biāo)物能量的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的飛焦級激光微能量計不能測量小于 800fl/ci^能量，也不能對目標(biāo)進行觀察和瞄準的問題，提出了一種飛焦級激光 微能量計，飛焦級激光微能量計通過同步調(diào)焦，使激光微能量計能夠觀察和瞄 準目標(biāo)物，從而達到精確測量目標(biāo)物能量的目的，可測量目標(biāo)的距離為lm oQ， 可精確測量2.2￡^1112 5*105 fJ/ci^的激光能量。本發(fā)明的一種具有光學(xué)系統(tǒng)和 觀測系統(tǒng)的飛焦級激光微能量計，它的測量能量范圍為2.2fJ/cm2 5*105 fJ/cm2， 它能對目標(biāo)進行觀察和瞄準，測量目標(biāo)的距離為lm oD。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種飛焦級激光微能量計，包括光學(xué)系統(tǒng)、探測系統(tǒng)和信號處理 及顯示系統(tǒng)，光能通過光學(xué)系統(tǒng)把光能量聚焦到探測系統(tǒng)的探測器上，探測器把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后進入信號處理及顯示系統(tǒng)；其中光學(xué)系統(tǒng)是由第 一凸透鏡、第二凸透鏡、凹透鏡、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和目鏡組成，三塊透鏡是并 排共軸的，三塊透鏡與旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的排列順序為第一凸透鏡、第二凸透鏡、 凹透鏡和旋轉(zhuǎn)平面反射鏡，旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的中心在并排的三塊透鏡的光軸上， 三塊透鏡、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡與目鏡形成一個望遠系統(tǒng)，對目標(biāo)物進行觀察；三 塊透鏡與探測器形成一個探測系統(tǒng)，對目標(biāo)物的能量進行測量；其中第一凸透 鏡的直徑為202mm及以上。
探測器與三塊透鏡組是共軸的，并可相對移動，探測器的探測面的中心需 要位于三塊透鏡組的聚焦點上，由于光源與飛焦級激光微能量計的距離不同， 三塊透鏡對能量的聚焦點就會不同，可通過三塊透鏡組與探測器的相對移動， 使探測器的探測面的中心位于三塊透鏡組的聚焦點上，用于接收從光學(xué)系統(tǒng)輸 出的光能，對目標(biāo)進行光能測量。
旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的鏡面與三塊透鏡組光軸的夾角大于O。、小于90。時，三塊 透鏡組、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和目鏡形成望遠系統(tǒng)，對目標(biāo)物進行觀察，測量目標(biāo) 的距離為lm oo;然后將旋轉(zhuǎn)平面反射鏡進行旋轉(zhuǎn)使其與透鏡的光軸平行，三 塊透鏡組與探測器行成測量系統(tǒng)，對目標(biāo)物的能量進行測量，測量目標(biāo)物的能 量為2.2fJ/cm2 5*105 fT/cm2。
目鏡上分劃板6到旋轉(zhuǎn)平面反射鏡中心的距離與探測器到旋轉(zhuǎn)平面反射鏡 中心的距離相等；目鏡、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和探測器為一個整體，可以相對于透 鏡組整體移動，達到同步調(diào)焦的目的。
本發(fā)明的飛焦級激光微能量計配有L型彎板和三腳架，工作時放在工作臺 上或放在三角架上，實現(xiàn)室內(nèi)或室外測量使用。
有益效果
(1) 具有觀測系統(tǒng)的飛焦級激光微能量計的測量范圍為2.2fJ/cm2 5*105 fj/cm2;
(2) 旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的平面與透鏡的光軸平行時，三塊透鏡組與探測器沿 著光軸可以相對移動，使探測器在三塊透鏡的聚焦點上，對目標(biāo)進行光能測量， 測量目標(biāo)的距離為lm oo;
(3) 旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的鏡面與三塊透鏡組光軸的夾角大于O。、小于90。時， 三塊透鏡組、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和目鏡形成望遠系統(tǒng)，對目標(biāo)物進行觀察和 瞄準；(4) 具有觀測系統(tǒng)的飛焦級激光微能量計在室內(nèi)或室外測量使用；
(5) 目鏡、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和探測器為一個整體，沿著光軸可以相對于透 鏡組整體移動，通過同步調(diào)焦，使激光微能量計能夠觀察和瞄準目標(biāo)物，從而 達到精確測量目標(biāo)物能量的目的。


圖1為飛焦級激光微能量計的系統(tǒng)組成；
圖2為光學(xué)系統(tǒng)圖；其中，1-第一凸透鏡、2-第二凸透鏡、3-凹透鏡、4-旋 轉(zhuǎn)平面反射鏡、5-探測器、6-目鏡的分劃板、7-目鏡。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
本發(fā)明的飛焦級激光微能量計，包括光學(xué)系統(tǒng)、探測系統(tǒng)和信號處理及顯 示系統(tǒng)，如圖l所示；其中光學(xué)系統(tǒng)是由第一凸透鏡l、第二凸透鏡2、凹透鏡 3、目鏡7和旋轉(zhuǎn)平面反射鏡4組成，三塊透鏡是共軸的，三塊透鏡與旋轉(zhuǎn)平面 反射鏡4的排列順序為第一凸透鏡1、第二凸透鏡2、凹透鏡3和旋轉(zhuǎn)平面反射 鏡4;旋轉(zhuǎn)平面反射鏡4的中心在并排的三塊透鏡的光軸上，三塊透鏡、旋轉(zhuǎn)平 面反射鏡4與目鏡7形成一個望遠系統(tǒng)，能夠?qū)δ繕?biāo)物進行觀察和瞄準。光源 通過光學(xué)系統(tǒng)把光能量聚焦到探測系統(tǒng)的探測器5上，探測器5把光信號轉(zhuǎn)換 為電信號，然后進入信號處理及顯示系統(tǒng)。
光學(xué)系統(tǒng)中第一凸透鏡1與第二凸透鏡2之間的距離為130mm，第二凸透 鏡2和凹透鏡3之間的距離為0.15mm，凹透鏡3與旋轉(zhuǎn)平面反射鏡4之間的距 離為118mm，其中第一凸透鏡直徑為202mm，焦距為434mm，第二凸透鏡直徑 為134mm，焦距為183mm，凹透鏡直徑為120mm，焦距為-187mm;并排的三 塊透鏡的組合焦距為340mm;探測器5放置在三塊透鏡的組合焦距的焦平面上， 探測器5的中心在三塊透鏡的光軸上，光能經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的三塊透鏡之后進入 探測器5，光學(xué)系統(tǒng)圖如圖2所示。
旋轉(zhuǎn)平面反射鏡4的鏡面與三塊透鏡組光軸的夾角為45。時，三塊透鏡、旋 轉(zhuǎn)平面反射鏡4和目鏡7形成一個望遠系統(tǒng)，對光源進行觀察和瞄準，確定目 標(biāo)物，然后將旋轉(zhuǎn)平面反射鏡4進行旋轉(zhuǎn)使其平面與透鏡的光抽平行，透鏡組 與探測器5形成一個探測系統(tǒng)，達到測量目標(biāo)物能量的目的，測量的目標(biāo)物的 最小能量為2.2打/cm2。
權(quán)利要求
1、一種飛焦級激光微能量計，包括探測系統(tǒng)和信號處理及顯示系統(tǒng)，其特征在于還包括光學(xué)系統(tǒng)；其中光學(xué)系統(tǒng)是由第一凸透鏡(1)、第二凸透鏡(2)、凹透鏡(3)、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(4)和目鏡(7)組成；三塊透鏡是并排共軸的；三塊透鏡與旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的排列順序為第一凸透鏡(1)、第二凸透鏡(2)、凹透鏡(3)和旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(4)，旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的中心在并排的三塊透鏡的光軸上；目鏡上的分劃板(6)到旋轉(zhuǎn)平面反射鏡中心的距離與探測器(5)到旋轉(zhuǎn)平面反射鏡中心的距離相等；目鏡(7)、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(4)和探測器(5)為一個整體，可以相對于透鏡組沿著光軸整體移動；旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(7)的鏡面與三塊透鏡組光軸的夾角大于0°，小于90°時，第一凸透鏡(1)、第二凸透鏡(2)、凹透鏡(3)、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(4)和目鏡(7)組成的望遠系統(tǒng)用于對光源進行觀察和瞄準；旋轉(zhuǎn)平面反射鏡(4)的平面與透鏡的光軸平行時，第一凸透鏡(1)、第二凸透鏡(2)、凹透鏡(3)、和探測器(5)組成的系統(tǒng)用于對光能量進行測量；光源通過光學(xué)系統(tǒng)把光能量聚焦到探測系統(tǒng)的探測器上，探測器把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后進入信號處理及顯示系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛焦級激光微能量計，其特征在于第一凸 透鏡的直徑為202mm及以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種飛焦級激光微能量計，特別涉及一種具有觀測體統(tǒng)的飛焦級激光微能量計，屬于激光測量技術(shù)領(lǐng)域。具有觀測系統(tǒng)的飛焦級激光微能量計，包括光學(xué)系統(tǒng)、探測系統(tǒng)和信號處理及顯示系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)是由三塊并排的透鏡、目鏡和旋轉(zhuǎn)平面反射鏡組成，三塊透鏡是共軸的，三塊透鏡與旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的排列順序為凸透鏡、凸透鏡、凹透鏡和旋轉(zhuǎn)平面反射鏡，旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的中心在并排的三塊透鏡的光軸上，三塊透鏡、旋轉(zhuǎn)平面反射鏡與目鏡形成一個望遠系統(tǒng)，觀測系統(tǒng)的飛焦級激光微能量計的測量范圍為2.2fJ/cm²～5*10⁵fJ/cm²，對目標(biāo)進行光能測量，測量目標(biāo)的距離為3m～∞。
文檔編號G01J1/42GK101603859SQ20091008955
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者崔小虹, 中 彭, 林幼娜, 王茜蒨 申請人:北京理工大學(xué)