Определение закона управления зеркалами лазерной локационной системы

Аннотация

Использование зеркальных систем является распространенным подходом к решению вопроса управляемого отклонения световых пучков в таких оптических системах, как локационные и фотолитографические системы, лазерные 3D-сканеры. Для управления зеркалами оптической системы на сканирующие устройства из состава системы подаются управляющие сигналы согласно определенному математическому закону управления зеркалами, что позволяет отклонять пучок с высокой скоростью и низкой погрешностью наведения оси пучка на объект. Предложена методика определения математического закона управления зеркалами и выполнен его анализ с точки зрения погрешности наведения на объект. Описан алгоритм наведения оси пучка лазера дальномерной системы на световозвращатель. Определен математический закон управления зеркалами лазерной локационной системы. Предложены алгоритм составления матрицы преобразования вектора луча наклонным зеркалом, а также способы определения матрицы преобразования вектора входного луча зеркальной системой, совершающей поворот вокруг нескольких произвольных осей, и погрешности наведения оси пучка лазерной системы на световозвращатель, вносимой элементами локационной системы. Получены значения погрешностей для рассматриваемой системы

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Животовский И.В., Башкатов Г.В. Определение закона управления зеркалами лазерной локационной системы. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2024, № 2 (147), с. 55--69. EDN: GRMPIR

Литература

[1] Гилязов М.Р. Технологическая установка поверхностной лазерной обработки изделий с расширенным рабочим полем. Дис. … канд. техн. наук. Казань, КНИТУ, 2018.

[2] Алексеев С.А., Матвеев Н.В., Прокопенко В.Т. и др. Моделирование работы системы гальваносканеров при кадровой развертке лазерного луча. Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 2016, т. 59, № 3, с. 219--223. DOI: http://doi.org/10.17586/0021-3454-2016-59-3-219-223

[3] Smith T. On systems of plane reflecting surfaces. Trans. Opt. Soc., 1928, vol. 30, no. 2, pp. 68--79. DOI: http://doi.org/10.1088/1475-4878/30/2/302

[4] Сивцов Г.П. Пространственные оптические системы. Новосибирск, СГГА, 2011.

[5] Сивцов Г.П. О преобразовании векторов оптической системы из трех плоских зеркал. Оптико-механическая промышленность, 1977, № 1, с. 25--27.

[6] Сивцов Г.П. Применение матричного способа для преобразования тройки векторов на модели оптической системы, содержащей плоские зеркала. Оптико-механическая промышленность, 1983, № 1, с. 17--19.

[7] Погарев Г.В. Оптические юстировочные задачи. Л., Машиностроение, 1974.

[8] Грейм И.А. Зеркально-призменные системы. М., Машиностроение, 1978.

[9] Бронштейн Ю.Л. Геометрия и юстировка крупных зеркальных систем. М., ДПК Пресс, 2020.

[10] Li Y., Katz J. Laser beam scanning by rotary mirrors. I. Modeling mirror-scanning devices. Appl. Opt., 1995, vol. 34, no. 28, pp. 6403--6416. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.34.006403

[11] Li Y. Laser beam scanning by rotary mirrors. II. Conic-section scan patterns. Appl. Opt., 1995, vol. 34, no. 28, pp. 6417--6430. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.34.006417

[12] Li Y. Beam deflection and scanning by two-mirror and two-axis systems of different architectures: a unified approach. Appl. Opt., 2008, vol. 47, no. 32, pp. 5976--5985. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.47.005976

[13] Eberle G., Dold C., Wegener K. Building a vector model representation of a two-axis laser scanhead using numerical analysis for simulation purposes. IJMIC--2013, 2013, vol. 20, no 3, pp. 199--207. DOI: https://dx.doi.org/10.1504/IJMIC.2013.057131

[14] Башкатов Г.В., Животовский И.В. Моделирование и верификация закона управления лазерной локационной системой в среде Zemax. Матер. Всерос. студ. конф. "Студенческая научная весна". М., Научная библиотека, 2023, с. 487--488.

[15] Барышников Н.В., Степанов Р.О., Лебедев В.А. Разработка модели для описания индикатрисы ретроотражения оптико-электронных приборов инфракрасного диапазона. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2019, № 1 (124), с. 4--19. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0236-3933-2019-1-4-19

[16] Барышников Н.В., Карасик В.Е., Степанов Р.О. Исследование отражательных характеристик тетраэдрических световозвращателей в ИК-диапазоне. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2010, № 1 (78), с. 3--16.

[17] Snyder J.J. Paraxial ray analysis of a catʼs-eye retroreflector. Appl. Opt., 1975, vol. 14, no. 8, pp. 1825--1828. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.14.001825

[18] Крюкова К.А. Анализ методологических погрешностей определения угловых координат в устройстве сопряжения осей. Международный студенческий научный вестник, 2018, № 1. URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=18046

[19] Новицкий П.В., Зорграф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л., Энергоатомиздат, 1991.

[20] Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Сравнение некоторых способов определения координат изображений, осуществляемых с помощью многоэлементных фотоприемников излучения. Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 1986, № 9, с. 62--69.