准直光束是光学检验以及对光学仪器进行标定时最为常用的光束,对光束的准直性检测方法进行研究具有十分重要的意义。迄今已提出了多种检测光束准直性的新技术,其中一种方法是基于Talbot效应检测光束的准直性,具体是根据光束经过两光栅形成的莫尔条纹的倾斜角大小来检测光束的准直程度。通过对以往检测方法进行改进,并分析讨论影响该方法精度的因素,理论上估算出了检测精度。结果表明该检测方法非常简单,并且有很高的检测精度。

针对准直光束测量中对多测量光路的需求,对应用光开关进行分光的方法进行了探讨。利用LED光源、准直器、1×4光开关及CCD相机搭建了测试系统。通过采集光开关分光后得到的多路准直光斑图像,对光斑的光强分布及相关性进行了分析,此外,对光开关工作在静态、动态时光斑定位中心的稳定性进行了测试。实验结果表明,应用光开关实现的多测量光路具有良好的同源性和稳定性,是一种可行且有效的分光方法。

研制了一种能够方便、快速调节激光雷达收发光路准直的光学装置，分析了装置楔角的选取要求、准直误差及其相应的矫正方法。该装置结构简单，主要由两个楔形光学平板组成，通过电机转动两个楔板可使出射光束方向在一定范围内任意改变，该调节范围由楔板的楔角和折射率决定。利用折射定律，严格推导了装置中两个楔形光学平板的旋转角度与出射光束方向之问的关系。提出了将该光学装置插入到激光雷达发射光路，采用螺旋式粗扫、圆形和径向细扫相结合的光束扫描方式实现对激光雷达准直的方法，并给出了系统准直调节过程中的判断准则和具体的准直步骤。