一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法及系统与流程

本发明属于光学性能测试领域，具体涉及一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法及系统。

背景技术：

1、增强现实技术即ar技术是将虚拟信息与现实世界相互融合。波导方案是目前最佳的增强现实眼镜方案，分为几何波导、浮雕光栅波导和体全息波导。偏振薄膜阵列反射镜波导(简称偏振阵列波导)是几何波导方案的一种，其通过使用阵列的部分透射部分反射薄膜镜来达到虚拟信息的显示目的，具有轻薄、眼动范围大且色彩均匀的优势，但偏振阵列波导出射光束平行性，影响成像质量，是重要的一项指标。目前现有技术无法测得偏振阵列波导出射光束平行性，因此为了提高成像质量，本发明提供一种检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法及系统。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：

2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法及系统，基于光电准直模拟器可模拟无穷远目标的同时能够自准成像特性，以平板玻璃辅助建立基准，实现了偏振阵列波导全口径范围内的出射光束平行性测量。本发明测试方法对偏振阵列波导无损伤，操作简便，且数据自动计算，客观直接，具备评价偏振阵列波导加工质量的能力。

3、本发明的技术方案是：一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，具体步骤如下：

4、建立基准；沿光路依次设置光电准直模拟器1、调校镜装置2、平板玻璃、图像采集装置4，通过装调各部分位置、姿态，使得光电准直模拟器1的自准像和十字像均位于图像采集装置4中心，并记录图像采集装置4中十字像位置坐标为基准位置，即完成基准建立；

5、移除所述平板玻璃，并将偏振阵列波导安装在原平板玻璃的位置；

6、读取图像采集装置4上经偏振阵列波导的十字像所在位置的数值并记录，作为初始基准值；

7、调整偏振阵列波导的位置，由图像采集装置4获取相应位置的方位和俯仰数值，即获得偏振阵列波导出射光束的平行性，完成偏振阵列波导平行性测量。

8、本发明的进一步技术方案是：所述建立基准时，将光电准直模拟器1垂直放置，并打开光电准直模拟器1设备，调至自准直模式。

9、本发明的进一步技术方案是：所述调校镜装置2通过升降机构安装于光电准直模拟器1的正上方，包括反射镜，所述反射镜通过精密角微调台安装于升降机构上，所述精密角微调台用于微调反射镜方位与俯仰姿态。

10、本发明的进一步技术方案是：所述升降机构为龙门架21，用于调整精密角微调台的高度位置。

11、本发明的进一步技术方案是：所述平板玻璃通过偏振阵列波导夹持工装安装于三维精密调节平台31上，通过三维精密调节平台31调整偏振阵列波导夹持工装前后、左右、上下方向的位置。

12、本发明的进一步技术方案是：所述光电准直模拟器1的自准像和十字像均位于图像采集装置4中心的装调方法为：

13、通过调校镜装置2、三维精密调节平台31的相互配合调整，使光电准直模拟器1自准像位于图像采集装置4的中心，使其准直，准直精度小于5秒；

14、调整图像采集装置4的位置，获取光电准直模拟器1发出的十字像，再将十字像调整到图像采集装置4的中心。

15、本发明的进一步技术方案是：所述图像采集装置4与上位机连接，所述上位机接收图像采集装置4获取相应位置的方位和俯仰数值，并自动完成测试数据的解算，得到偏振阵列波导平行性测量值。

16、本发明的进一步技术方案是：所述上位机包括至少一个处理器，以及所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述测试数据的解算。

17、一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的系统，包括沿光路依次设置光电准直模拟器1、调校镜装置2、平板玻璃、图像采集装置4、及与接收图像采集装置4数据的上位机，所述调校镜装置2包括反射镜，将光电准直模拟器1的出射光路反射于平板玻璃；所述反射镜、平板玻璃、图像采集装置4的位置、姿态可调。

18、本发明的进一步技术方案是：所述图像采集装置4包括ccd相机和二维调节台41，由ccd相机获取光电准直模拟器1的自准像和十字像，由二维调节台41调节ccd相机的方位、俯仰姿态，采用电机驱动。

19、有益效果

20、本发明的有益效果在于：本发明提出一种可实现偏振阵列波导出射光束平行性的光学测量方法，为光学非接触式测量；所采用光电准直模拟器可模拟无穷远目标的同时，能够自准成像。与调校镜装置2配合，进行自准像对中调整。系统内的放射镜、平板玻璃、偏振阵列波导、ccd相机均能够根据需要调整位置和姿态，便于基准建立，及基准值采集。

21、所述图像采集装置4的ccd相机固定在二维调节台上，在电机的驱动下可以进行方位、俯仰运动，具有经纬仪角度测量功能，整体功能如同一架特制的“电动经纬仪”；其与上位机连接，不仅可完成测试数据自动计算，具有操作简便，自动化程度高的优点，而且可给予偏振阵列波导制造加工质量优劣评价。

技术特征：

1.一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述建立基准时，将光电准直模拟器垂直放置，并打开光电准直模拟器设备，调至自准直模式。

3.根据权利要求2所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述调校镜装置通过升降机构安装于光电准直模拟器的正上方，包括反射镜，所述反射镜通过精密角微调台安装于升降机构上，所述精密角微调台用于微调反射镜方位与俯仰姿态。

4.根据权利要求3所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述升降机构为龙门架，用于调整精密角微调台的高度位置。

5.根据权利要求1所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述平板玻璃通过偏振阵列波导夹持工装安装于三维精密调节平台上，通过三维精密调节平台调整偏振阵列波导夹持工装前后、左右、上下方向的位置。

6.根据权利要求5所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述光电准直模拟器的自准像和十字像均位于图像采集装置中心的装调方法为：

7.根据权利要求1所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述图像采集装置与上位机连接，所述上位机接收图像采集装置获取相应位置的方位和俯仰数值，并自动完成测试数据的解算，得到偏振阵列波导平行性测量值。

8.根据权利要求7所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法，其特征在于：所述上位机包括至少一个处理器，以及所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述测试数据的解算。

9.一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的系统，其特征在于：用于实施权利要求1-8任一项所述用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法；所述系统包括沿光路依次设置光电准直模拟器、调校镜装置、平板玻璃、图像采集装置、及与接收图像采集装置数据的上位机，所述调校镜装置包括反射镜，将光电准直模拟器的出射光路反射于平板玻璃；所述反射镜、平板玻璃、图像采集装置的位置、姿态可调。

10.根据权利要求9所述一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的系统，其特征在于：所述图像采集装置包括ccd相机和二维调节台，由ccd相机获取光电准直模拟器的自准像和十字像，由二维调节台调节ccd相机的方位、俯仰姿态，采用电机驱动。

技术总结
本发明一种用于检测偏振阵列波导出射光束平行性的方法及系统，属于光学性能测试领域；方法为：建立基准；沿光路依次设置光电准直模拟器、调校镜装置、平板玻璃、图像采集装置，通过装调各部分位置、姿态，使得光电准直模拟器的自准像和十字像均位于图像采集装置中心，并记录该位置，即完成基准建立；移除所述平板玻璃，并将偏振阵列波导安装在原平板玻璃的位置；读取图像采集装置上经偏振阵列波导的十字像所在位置的数值并记录，作为初始基准值；调整偏振阵列波导的位置，由图像采集装置获取相应位置的方位和俯仰数值，即获得偏振阵列波导出射光束的平行性，完成偏振阵列波导平行性测量。本发明对偏振阵列波导无损伤，操作简便。

技术研发人员：刘刚,刘畅,何兴飞,陈恒,魏志博,王超超,谭杭杭
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4