一種激光測距光學系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于激光測距技術領域，具體地說涉及一種激光測距光學系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]激光測距是指利用射向測距目標的激光束來測量目標距離的一種測量技術。通過激光光源發(fā)射激光束，絕大部分的激光束經過激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射至測距目標，并經測距目標反射后返回，作為回波激光束；回波激光束經過光電探測器接收，作為回波信號；很小一部分的激光束匯聚至光電探測器，作為主波信號；通過回波信號和主波信號的比較分析，結合測距方程得出所測量距離。
[0003]現(xiàn)有的激光測距系統(tǒng)中，光學系統(tǒng)有兩種設計方案:一種是發(fā)射光路和接收光路分離的設計，整個系統(tǒng)較為復雜，難以做成小型化；另一種是發(fā)射光路和接收光路同軸的設計，其主波信號和回波信號需要經過不同的光電探測器，存在電路延時差異，降低測量精度。
【實用新型內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術的種種不足，為了解決上述問題，現(xiàn)提出一種結構緊湊，成本低，測量精度高，有效防止過強的主波信號對光電探測器造成損壞，適用范圍廣的激光測距光學系統(tǒng)及其主波信號取樣方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0006]—種激光測距光學系統(tǒng)，包括依次排列的接收物鏡、場鏡、變換物鏡和光電探測器，所述接收物鏡、場鏡和變換物鏡設置為同光軸結構，所述場鏡位于所述接收物鏡的焦點處，所述接收物鏡和場鏡之間設置有反射鏡一，所述反射鏡一的中心位于接收物鏡的光軸上，且所述反射鏡一與接收物鏡的光軸呈45°設置，所述反射鏡一的一側設置有反射鏡二，所述反射鏡一和反射鏡二的中心位于同一直線并與所述接收物鏡的光軸垂直。
[0007]進一步，所述反射鏡二與所述接收物鏡的光軸平行設置。
[0008]進一步，所述反射鏡一、反射鏡二表面均鍍有對激光光束高反射率的膜。
[0009]進一步，所述接收物鏡的中央位置設置有通孔，所述通孔的孔徑大于激光光束的直徑。
[0010]進一步，所述接收物鏡、場鏡和變換物鏡的表面均鍍有對激光光束高透過率的膜。
[0011]進一步，所述光電探測器設置有對激光光束響應的光敏面，所述光敏面設置在所述變換物鏡的焦點位置。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]1、本實用新型采用發(fā)射光路和接收光路同軸的設計，通過反射鏡二的反射作用，完成主波信號的取樣工作，結構緊湊、成本低。
[0014]2、本實用新型采用一個光電探測器，完成回波信號和主波信號的接收工作，避免產生電路延時差異，測量準確度高。
[0015]3、本實用新型可以根據(jù)發(fā)射激光的光強，調整反射鏡二的反射率，從而調整主波信號的光強，有效防止過強的主波信號對光電探測器造成損壞。
[0016]4、本實用新型中的激光光束可以為連續(xù)激光或者脈沖激光，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的接收物鏡俯視結構示意圖。
[0019]附圖中:接收物鏡1、通孔11、反射鏡一 2、反射鏡二 3、場鏡4、變換物鏡5、光電探測器6、激光光束71、發(fā)射光束72、透射光束81、反射光束82、取樣光束83、接收光束9。
【具體實施方式】
[0020]為了使本領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0021]實施例一:
[0022]如圖1所示，一種激光測距光學系統(tǒng)，包括依次排列的接收物鏡1、場鏡4、變換物鏡5和光電探測器6，所述接收物鏡1、場鏡4和變換物鏡5表面均鍍有對激光光束71高透過率的膜，所述光電探測器6設置有對激光光束71響應的光敏面，所述光敏面設置在所述變換物鏡5的焦點位置。
[0023]所述接收物鏡I用于接收所述接收光束9，所述場鏡4對偏離所述接收物鏡I焦點的取樣光束83、接收光束9進行匯聚，所述變換物鏡5用于改變取樣光束83、接收光束9的光斑大小，使其與所述光敏面大小相匹配，所述光電探測器6用于完成回波信號和主波信號的接收工作，避免產生電路延時差異，測量準確度高。
[0024]如圖2所示，所述接收物鏡I的中央位置設置有通孔11，所述通孔11的孔徑大于激光光束71的直徑，確保所述激光光束71能夠順利通過。
[0025]實施例二:
[0026]如圖1所示，所述接收物鏡1、場鏡4和變換物鏡5設置為同光軸結構，所述場鏡4位于所述接收物鏡I的焦點處，所述接收物鏡I和場鏡4之間設置有反射鏡一 2，所述反射鏡一 2采用邊緣夾持方式，其中心位于接收物鏡I的光軸上，并且所述反射鏡一 2與接收物鏡I的光軸呈45°設置，促使發(fā)射光路和接收光路同軸。
[0027]所述反射鏡一 2的一側設置有反射鏡二 3，所述反射鏡二 3與所述接收物鏡I的光軸平行設置，所述反射鏡一 2和反射鏡二 3的中心位于同一直線并與所述接收物鏡I的光軸垂直，通過反射鏡二 3的反射作用，完成主波信號的取樣工作，結構緊湊、成本低。
[0028]所述反射鏡一 2、反射鏡二 3表面均鍍有對激光光束高反射率的膜，所述反射鏡一2對激光光束71的反射率為Rl，透射率為Tl，并且Tl = 1-Rl，99.5 % <R1〈 100 %，所述反射鏡二 3對激光光束71的反射率為R2，并且0〈R2〈100%，根據(jù)發(fā)射激光72的光強，調整反射鏡二 3的反射率R2，從而調整主波信號的光強，促使主波信號的光強與回波信號的光強大小相近，有效防止過強的主波信號對光電探測器6造成損壞，所述激光光束71可以為連續(xù)激光或者脈沖激光，適用范圍廣。
[0029]實施例三:
[0030]如圖1-2所示，所述激光光束71為脈沖激光，功率為P，光束直徑為20mm，脈寬為10ns，波長為1064nm，所述反射鏡一 2對激光光束71的反射率Rl = 99.8%，透射率為Tl =0.2%,所述反射鏡二 3對激光光束71的反射率為R2 = 90%，所述通孔11的孔徑為25mm，利用本實施例的激光測距光學系統(tǒng)進行激光測距時，包括如下步驟:
[0031](I)激光光束71以45°的入射角度入射至反射鏡一 2，所述激光光束71入射的一側與反射鏡二 3所在的位置不同側，所述激光光束71的一部分被反射鏡一 2反射并貫穿通孔11，作為發(fā)射光束72 ;