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
技术特征：
1.一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置，其特征在于，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)；
2.根据权利要求1所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置，其特征在于，所述双频激光器(1)、参考光单模光纤(2)、测量光单模光纤(14)构成双频激光发生模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置，其特征在于，所述参考光准直器(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)构成光机电一体化传感模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置，其特征在于，当测量反射镜(8)的运动方式同时具有角度运动和轴向位移运动时，所述一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置的结构调整为所述三号非偏振分光棱镜(7)的侧面粘接有平凸透镜(15)，所述平凸透镜(15)外侧对应设置有二号四象限探测器(9)。
5.一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法，依托于权利要求1-4之一所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量装置实现，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法，其特征在于，步骤s1的具体实现方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法，其特征在于，步骤s2的具体实现方法中测量线性范围及测量灵敏度均为差分波前传感测量方法对应特性，利用二次曲线拟合方法对测量灵敏度进行修正。
8.根据权利要求7所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法，其特征在于，步骤s3的具体实现方法为利用多通道相位计测量一号四象限探测器上不同象限的相位信息，然后计算精测偏摆角θdwsx、精测俯仰角θdwsy，计算公式为：
9.根据权利要求8所述的一种基于虹膜光阑的差分波前传感角度测量方法，其特征在于，步骤s1.2当激光频率稳定后设置测量反射镜产生二维角度变化的同时伴随有轴向位移变化，经测量反射镜反射的测量光经三号非偏振分光棱镜后的反射光先经过平凸透镜再由二号四象限探测器接收，当测量反射镜产生沿轴向位移及二维偏角变化时，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、粗测俯仰角，计算公式为：
技术总结
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。
技术研发人员：付海金,陈仪松,胡鹏程,王子乔,熊信慷,王铮
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26
技术研发人员：付海金,陈仪松,胡鹏程,王子乔,熊信慷,王铮
技术所有人：哈尔滨工业大学
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