专利名称：一种用于激光通信终端室内测试的激光负载的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于大功率激光吸收的激光负载，特别是一种用于激光通信终端室内测试试验的激光负载。
背景技术：
激光负载是一种通过将激光功率转化为热能的途径，而实现对大功率激光吸收截止的装置。由于激光中继链路距离为数万公里(最大为45000km)，且捕获灵敏度有限(约_75dB)，因此空间传输衰减严重，要求发起捕获的中继星激光通信终端具备足够高的出瞳光功率(5W以上)。在室内进行系统集成试验时，数瓦量级的激光功率输出对人眼以及光学设备均将造成严重损害。因此，试验中必须采用适当的激光负载，吸收除试验开展所必需的强激光功率。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，通过球形腔体、锥形反射镜和旋转反射镜等合理的结构设计，可以在试验过程中全程吸收除试验所必需激光能量外的大功率激光能量。本发明的技术解决方案是一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，包括基座、金属球形腔、锥形反射镜、旋转反射镜、连接杆、直流电机、接插件、屏蔽电缆和散热片；基座与金属球形腔焊接在一起，金属球形腔的外表面装有多个散热片且金属球形腔表面有一圆孔用于接收激光，锥形反射镜通过螺栓装配在金属球形腔表面的圆孔处，用于增加接收激光的接收口径；旋转反射镜与连接杆通过螺钉固定在一起且旋转反射镜与连接杆之间的夹角为45°，旋转反射镜为圆形且旋转反射镜与连接杆的连接处为旋转反射镜的圆心，连接杆穿过金属球形腔与直流电机连接，直流电机固定在金属球形腔的外表面上且直流电机可以控制旋转反射镜和连接杆组成的整体在金属球形腔的内部旋转，直流电机通过屏蔽电缆与接插件连接；旋转反射镜和连接杆组成的整体在金属球形腔内部旋转的旋转面与直流电机在金属球形腔上的安装切面平行。所述金属球形腔的外径为470 570mm,内径为450 550mm,表面圆孔的口径为18 22mm ；所述金属球形腔表面圆孔的口径与金属球形腔内径的比值为1/25，所述金属球形腔的内表面采用喷砂和喷漆处理，喷砂颗粒直径为0. 5 2mm，喷漆为反射率大于等于97%的无光黑漆。所述锥形反射镜接收口直径为45 60mm，张角为30 40°。所述旋转反射镜直径为25 50mm。
旋转反射镜和连接杆组成的整体在金属球形腔内部旋转的旋转速度1° /S。本发明与现有技术相比的有益效果是(I)采用本发明独特的激光负载整体结构设计，可达到_50dB激光吸收增益；(2)本发明采用锥形接收前端处理方法，在激光通信终端扫描捕获工况下，光轴并未完全对准情况下，依然不影响激光负载吸收增益；并且不会造成回光对激光通信终端测试试验形成干扰。(3)本发明采用旋转反射镜处理方法，在强光束照射到吸收腔内表面之前，利用一个可旋转的平面反射镜将入射光束反射到腔内一个环带区域，使激光束照到球壳时的功率密度和能量密度降低，规避大功率激光杀伤力强的特点，有效延长激光负载工作寿命。
图I为本发明用于激光通信终端室内测试的激光负载结构图；图2为本发明用于激光通信终端室内测试的激光负载工作原理具体实施例方式如图I所示，本发明提供了一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，包括基座I、金属球形腔2、锥形反射镜3、旋转反射镜4、连接杆5、直流电机6、接插件7、屏蔽电缆8和散热片9 ；基座I与金属球形腔2焊接在一起，金属球形腔2的外表面装有多个散热片9且金属球形腔2表面有一圆孔用于接收激光，锥形反射镜3通过螺栓装配在金属球形腔2表面的圆孔处，用于增加接收激光的接收口径；旋转反射镜4与连接杆5通过螺钉固定在一起且旋转反射镜4与连接杆5之间的夹角为45°，旋转反射镜4为圆形且旋转反射镜4与连接杆5的连接处为旋转反射镜4的圆心，连接杆5穿过金属球形腔2与直流电机6连接，直流电机6固定在金属球形腔2的外表面上且直流电机6可以控制旋转反射镜4和连接杆5组成的整体在金属球形腔2的内部旋转，旋转反射镜4和连接杆5组成的整体在金属球形腔2内部旋转的旋转面与直流电机6在金属球形腔2上的安装切面平行，直流电机6通过屏蔽电缆8与接插件7连接。金属球形腔2是激光负载主体结构，铸造铁为基底材料，球形腔外直径为470 570，内径为450 550mm，开口口径为18 22mm，金属球形腔表面圆孔的口径与金属球形腔内径的比值为1/25 ;对内表面采用喷砂和喷漆处理，实现高吸收率，喷砂颗粒直径为
0.5 2mm，喷漆材料为反射率达到97%以上的无光黑漆；旋转反射镜4接收口直径为25 50mm，与水平方向倾角45°，旋转速度1° /s,在腔体内部形成吸收带，有效降低瞬间功率密度，延长激光负载工作寿命。平面反射镜使用微晶玻璃材料作为基底，外表面镀铝膜和SiO2保护层。锥形反射镜3接收口直径为45 60mm，张角为30 40°。确保激光斜入射时激光负载正常工作；在演不验证扫描捕获试验，激光终端输出的高功率信标光需要在一定的角度范围之内进行螺旋扫描，为了避免在扫描过程中信标光束不能完全入射到吸收腔体的情况，设计锥形反射式接收结构。反射镜采用微晶玻璃材料作为基底，外表面镀铝膜和SiO2保护层。反射镜使用顶丝安装在铝质机械结构件上，机械结构件与激光负载球形腔体使用螺栓连接。金属球形腔2外表面安装有多个散热片9，本发明中可以采用以50_为间隔安装散热片，散热片尺寸为100mm X 60mm X 5mm,与腔体采用螺钉连接。本发明的工作原理如图2所示，激光通信终端发出的光束经过一维扫描镜、离轴非球面反射镜组，实现光束等比压缩，压缩后的光束经过振动模拟器后，在分光镜I处实现分束，分光镜I反射率为10%，透过率为90%。经分光镜I反射的光束再经过分光镜II后，送入捕跟监测器(XD。参考光源为待测终端提供捕跟目标光源。经分光镜I透射的光束送 入激光负载，实现吸收截止。光束正入射进入激光负载时，无需锥形反射镜反射，直接经过旋转平面反射镜折转光路，入射到金属球形腔内表面，形成吸收带，实现光功率吸收；光束非正入射进入激光负载时，斜入射光束经过锥形反射镜对此反射，最终全部进入金属球形腔内，实现光功率吸收。
权利要求
1.一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于包括基座(I)、金属球形腔(2)、锥形反射镜(3)、旋转反射镜(4)、连接杆(5)、直流电机(6)、接插件(7)、屏蔽电缆(8)和散热片(9)； 基座(I)与金属球形腔(2)焊接在一起，金属球形腔(2)的外表面装有多个散热片(9)且金属球形腔(2)表面有一圆孔用于接收激光，锥形反射镜(3)通过螺栓装配在金属球形腔(2)表面的圆孔处，用于增加接收激光的接收口径； 旋转反射镜(4)与连接杆(5)通过螺钉固定在一起且旋转反射镜(4)与连接杆(5)之间的夹角为45°，旋转反射镜(4)为圆形且旋转反射镜(4)与连接杆(5)的连接处为旋转反射镜⑷的圆心，连接杆(5)穿过金属球形腔⑵与直流电机(6)连接，直流电机(6)固定在金属球形腔(2)的外表面上且直流电机(6)可以控制旋转反射镜(4)和连接杆(5)组成的整体在金属球形腔(2)的内部旋转，直流电机(6)通过屏蔽电缆(8)与接插件(7)连接。
2.根据权利要求I所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于旋转反射镜(4)和连接杆(5)组成的整体在金属球形腔(2)内部旋转的旋转面与直流电机(6)在金属球形腔(2)上的安装切面平行。
3.根据权利要求I所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于所述金属球形腔(2)的外径为470 570mm,内径为450 550mm,表面圆孔的口径为18 22mm0
4.根据权利要求3所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于所述金属球形腔(2)表面圆孔的口径与金属球形腔(2)内径的比值为1/25。
5.根据权利要求I或3所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于所述金属球形腔(2)的内表面采用喷砂和喷漆处理，喷砂颗粒直径为0. 5 2mm，喷漆为反射率大于等于97%的无光黑漆。
6.根据权利要求I所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于所述锥形反射镜⑶接收口直径为45 60mm，张角为30 40°。
7.根据权利要求I所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于所述旋转反射镜(4)直径为25 50mm。
8.根据权利要求I所述的一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，其特征在于旋转反射镜(4)和连接杆(5)组成的整体在金属球形腔(2)内部旋转的旋转速度1° /S。
全文摘要
一种用于激光通信终端室内测试的激光负载，包括基座、金属球形腔、锥形镜、旋转反射镜、连接杆、直流电机、接插件、散热片等。其中金属球形腔以铸造铁为基底材料，内表面采用喷砂和喷漆处理；锥形反射镜张角有适当的张角；直流电机控制可旋转平面反射镜以1°/s速度旋转，反射镜表面均镀铝膜和保护层。本发明可应用于激光通信终端室内测试试验时激光吸收，吸收增益高，结构体积小，使用寿命长。
文档编号G02B7/198GK102798961SQ201210219138
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者张文睿, 汪波, 幺周石, 郭海超, 陈二虎 申请人:西安空间无线电技术研究所