两段式双五棱镜光束平移系统精度研究

刘成功; 母兴俊; 林鹤; 张磊

doi:doi:10.3788/CJL201946.0704001

中国激光, 2019, 46 (7): 0704001, 网络出版: 2019-07-11

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Accuracy of Beam Translation System Comprised of Two-Stage Double Pentaprism

刘成功母兴俊林鹤张磊 ^*

作者单位

长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林长春 130022

图 & 表

图 1. 光束平移系统原理图

Fig. 1. Schematic of beam translation system

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图 2. 双五棱镜系统坐标变换

Fig. 2. Coordinate transformation of double pentaprism system

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图 3. 物、像坐标系变换

Fig. 3. Transformation of object and image coordinate systems

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图 4. 光束平移系统绕z轴转动下的光路变化

Fig. 4. Optical path variation of beam translation system rotating around z-axis

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图 5. 双五棱镜系统仿真模型

Fig. 5. Simulation model of double pentaprim system

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图 6. 系统装调原理图

Fig. 6. Principle of system assembly and adjustment

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图 7. 系统装调原理图

Fig. 7. Schematic of two-dimensional operation of beam translation system

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图 8. 出射光误差矢量随两段组件工作角的变化。(a)在y轴上的变化;(b)在z轴上的变化

Fig. 8. Variation of error vector of emergent light with two-stage working angles. (a) Variation on y-axis; (b) variation on z-axis

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图 9. 自准直法检测光束平移组件

Fig. 9. Autocollimation method for detecting beam translation components

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表 1出射光误差角的理论值与仿真值

Table1. Theoretical and simulation values of error angles of emergent light

Angle of rotation μ	Theoretical value	Simulation result
30'	3'8.41″	3'8.27″
45'	4'42.61″	4'42.29″
1°	6'16.81″	6'16.32″
2°	12'33.64″	12'32.05″

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表 2工作组件在不同工作转角下的出射偏角

Table2. Error angles of working components at different working angles

Working angle δ /(°)	X /(″)	Y /(″)	Z /(″)
0	0.63	0.52	0.86
30	3.12	3.87	4.96
60	4.25	5.78	7.64
90	5.05	7.26	9.42

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刘成功, 母兴俊, 林鹤, 张磊. 两段式双五棱镜光束平移系统精度研究[J]. 中国激光, 2019, 46(7): 0704001. Chenggong Liu, Xingjun Mu, He Lin, Lei Zhang. Accuracy of Beam Translation System Comprised of Two-Stage Double Pentaprism[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(7): 0704001.

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图 1. 光束平移系统原理图

Fig. 1. Schematic of beam translation system

图 2. 双五棱镜系统坐标变换

Fig. 2. Coordinate transformation of double pentaprism system

图 3. 物、像坐标系变换

Fig. 3. Transformation of object and image coordinate systems

图 4. 光束平移系统绕z轴转动下的光路变化

Fig. 4. Optical path variation of beam translation system rotating around z-axis

图 5. 双五棱镜系统仿真模型

Fig. 5. Simulation model of double pentaprim system

图 6. 系统装调原理图

Fig. 6. Principle of system assembly and adjustment

图 7. 系统装调原理图

Fig. 7. Schematic of two-dimensional operation of beam translation system

图 8. 出射光误差矢量随两段组件工作角的变化。(a)在y轴上的变化;(b)在z轴上的变化

Fig. 8. Variation of error vector of emergent light with two-stage working angles. (a) Variation on y-axis; (b) variation on z-axis

图 9. 自准直法检测光束平移组件

Fig. 9. Autocollimation method for detecting beam translation components

表 1出射光误差角的理论值与仿真值

Table1. Theoretical and simulation values of error angles of emergent light

表 2工作组件在不同工作转角下的出射偏角

Table2. Error angles of working components at different working angles

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图 1. 光束平移系统原理图

Fig. 1. Schematic of beam translation system

图 2. 双五棱镜系统坐标变换

Fig. 2. Coordinate transformation of double pentaprism system

图 3. 物、像坐标系变换

Fig. 3. Transformation of object and image coordinate systems

图 4. 光束平移系统绕z轴转动下的光路变化

Fig. 4. Optical path variation of beam translation system rotating around z-axis

图 5. 双五棱镜系统仿真模型

Fig. 5. Simulation model of double pentaprim system

图 6. 系统装调原理图

Fig. 6. Principle of system assembly and adjustment

图 7. 系统装调原理图

Fig. 7. Schematic of two-dimensional operation of beam translation system

图 8. 出射光误差矢量随两段组件工作角的变化。(a)在y轴上的变化;(b)在z轴上的变化

Fig. 8. Variation of error vector of emergent light with two-stage working angles. (a) Variation on y-axis; (b) variation on z-axis

图 9. 自准直法检测光束平移组件

Fig. 9. Autocollimation method for detecting beam translation components

表 1出射光误差角的理论值与仿真值

Table1. Theoretical and simulation values of error angles of emergent light

表 2工作组件在不同工作转角下的出射偏角

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