光学模块是激光装置的重要组成部分,将光学模块装入激光装置后,再对其进行准直和调整几乎是不可能的,因此对光学模块必须进行离线准直和调整。本课题设计的光学模块准直调整系统,将在激光装置的运行和维护过程中,对光学模块进行离线准直和调整。光学模块准直调整系统综合应用工程光学技术,图像处理技术和现代设计制造技术,可以实现对光学模块精确、快速、稳定的准直和调整。由于国内外针对这方面的研究还不成熟,所以对光学模块准直调整系统进行设计,具有重要的意义。为保证光学模块准直调整系统顺利实现预期的功能,本课题主要从以下几个方面展开设计:①根据光学模块的准直和调整要求,设计准直光源光路,光学模块准直和调整光路,并且对准直光源光路进行仿真。同时对每一种光路涉及到的关键技术问题进行深入的研究,分析和计算每一种光路可能产生的误差及相关克服或减小误差措施,保证光路在实际应用中的可实施性。②研究光斑图像处理算法,给出图像处理软件包软件处理流程。光学模块准直调整系统采用相机接收激光束光斑图像;然后经图像采集卡传输给计算机中预先编制好的功能软件包进行处理,获取光斑图像中心坐标;最后将光斑图像中心坐标与基准点坐标进行比较,为光学模块的准直和调整提供可靠的判据。③设计光学模块准直调整系统整体机械结构。特别是根据光束过基准小孔的要求,设计针对准直光源的四自由度调整机构,实现沿X,Y轴的移动和绕X,Y轴的转动调整。另外,针对光学模块准直调整系统的稳定性要求,对基座,光源支撑架和转轴等进行了应力和变形分析,获取其最大应力和位移。同时为避免准直光源在工作过程中出现共振情况,影响对光学模块的准直和调整精度,对光源支撑架进行模态分析,获取其前十阶固有频率和振型。