一种适应多波长光源的可调光束准直装置及其控制方法

技术领域

本发明属于激光技术应用技术领域，具体地，涉及一种适应多波长光源的可调光束准直装置及其控制方法。

背景技术

激光二极管输出光束以不对称形式发散，其准直工作具有较大的挑战性，如果仅用标准的球面透镜，只能在单一方向上进行准直，另一方向则会发生发散或汇聚。使用双柱面镜组合的准直光学系统，可以将该问题分解到两个一维方向，通过将相互正交的两块柱面镜组合使用即可实现两个方向同时准直。但光学系统中各部件加工过程中的误差难以避免，需要对双柱面镜准直光学系统进行调试。同时由于双柱面镜准直光学系统调试过程中即需要保证两块柱面镜正交又需要保证激光二极管输出点在每块柱面镜的焦距位置，故双柱面镜准直光学系统有较大的调试难度；另一方面，随着激光波长不同，所成的焦点位置也不同，因此不同波长的激光二极管其准直装置中的柱面镜位置也不同，现有准直装置不具有互换性，设计一个可适应多波长的光束准直装置将大幅降低光束准直的成本。

在现有技术中，存在调节精度低且整体体积较大、调试效率低、不可实现多波长光源准直的问题；或不满足对激光二极管发出光束进行准直的要求，在切换不同波长的光源时操作复杂且调节精度较低等问题。

发明内容

为解决传统双柱面镜光束准直装置和方法不能适应不同波长光源、难以保证双柱面镜准直光学系统中两块柱面镜之间正交和激光二极管输出点位于两块柱面镜焦点的问题，本发明提出了一种适应多波长光源的可调光束准直装置及其控制方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种适应多波长光源的可调光束准直装置：

所述准直装置包括方位俯仰台1、光源切换装置2、双柱面镜调节装置3、升降台4、平行光管5和中位机6；

所述方位俯仰台1用于控制和调整整个准直装置在水平和垂直方向上的角度和位置，以便对光束进行定位和调整；

所述光源切换装置2固定于方位俯仰台1之上，用于切换不同的光源；

所述双柱面镜调节装置3固定于升降台4上，用于对光源切换装置2出射光束进行准直；

当光束经过双柱面镜调节装置3准直后，通过平行光管5观察光斑形状以评估光束的准直度和聚焦效果；

所述中位机6分别与光源切换装置2和双柱面镜调节装置3通过数据传输线缆连接，用于控制和调节装置的运行状态，以实现光束的准直和调整。

进一步的，所述光源切换装置2包括光源切换装置底座201、光源切换转轮电机202、波长A激光二极管203、光源切换转轮204、波长B激光二极管205、波长C激光二极管206和波长D激光二极管207；

所述波长A激光二极管203、波长B激光二极管205、波长C激光二极管206和波长D激光二极管207分别位于光源切换转轮204对应孔中；所述光源切换转轮电机202嵌于光源切换装置底座201中，驱动光源切换转轮204转动，并通过数据传输线缆与中位机6相连。

进一步的，所述双柱面镜调节装置3包括柱面镜一调节装置31、拉紧弹簧32、整体调节支撑装置33、柱面镜二调节装置34和可调双柱面镜光学系统35；所述可调双柱面镜光学系统35通过螺钉固定于整体调节支撑装置33上，可分别对光源切换装置2出射光束的X方向和Y方向进行准直；

所述整体调节支撑装置33通过螺钉固定于升降台4上，通过丝杠螺母传动装置带动柱面镜一调节装置31、柱面镜二调节装置34和可调双柱面镜光学系统35一同沿光轴方向移动，以此调节双柱面镜相对于光束出射位置的距离，保证光束准直效果最佳；

所述拉紧弹簧32分别固定于柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34上，向内施加拉力，以保证柱面镜二平移套357转动过程中，柱面镜二调节装置34能紧靠可调双柱面镜光学系统35不产生缝隙；

所述光源切换装置2位于可调双柱面镜光学系统35入射端，并固定于方位俯仰台1之上，所述平行光管5位于可调双柱面镜光学系统35出射端，平行光管入光口与光轴方向垂直。

进一步的，所述可调双柱面镜光学系统35包括柱面镜一351、柱面镜一轴承内圈轴套352、柱面镜一轴承外圈轴套353、双柱面镜镜筒354、柱面镜一转动轴承355、柱面镜一镜座356、柱面镜二平移套357、柱面镜二转动轴承358、柱面镜二轴承外圈轴套359、柱面镜二轴承内圈轴套3510、柱面镜二压圈3511、柱面镜二3512、柱面镜二镜座3513和柱面镜一压圈3514；

所述柱面镜一351和柱面镜二3512分别通过柱面镜一压圈3514和柱面镜二压圈3511固定于柱面镜一镜座356和柱面镜二镜座3513之中，柱面镜一镜座356通过柱面镜一转动轴承355嵌套于双柱面镜镜筒354一端，并通过柱面镜一轴承外圈轴套353固定，柱面镜二镜座3513通过柱面镜二转动轴承358嵌套于柱面镜二平移套357内，柱面镜二平移套357通过螺纹连接旋入双柱面镜镜筒354另一端；

柱面镜一镜座356、柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357向外一侧的端面均有凹槽，用以连接柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34的传动装置输出端；

所述柱面镜一调节装置31位于可调双柱面镜光学系统35一端，并通过螺钉固定于整体调节支撑装置33之上，通过传动装置带动柱面镜一镜座356转动，使镜片产生以光轴为中心的旋转，以调节镜片至其最佳准直位置，所述柱面镜二调节装置34位于可调柱面镜光学系统35另一端，通过滑轨与整体调节支撑装置33连接并可沿滑轨自由滑动，通过传动装置带动柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357转动，使镜片产生以光轴为中心的旋转和沿光轴方向的平移，以此保证两柱面镜互相正交及光束出射位置位于镜片焦点上。

进一步的，所述柱面镜一调节装置31包括柱面镜一调节装置支架311、柱面镜一旋转输入齿轮轴312、柱面镜一旋转输出齿轮313、四个柱面镜一旋转传动杆314、柱面镜一旋转输出轴承315、柱面镜一旋转输入电机316和柱面镜一旋转输入轴承317；

所述柱面镜一旋转传动杆314一端插入柱面镜一镜座356端面凹槽中，插入柱面镜一旋转输出齿轮313槽孔中，所述柱面镜一旋转输出齿轮313通过柱面镜一旋转输出轴承315嵌套于柱面镜一调节装置支架311之中，所述柱面镜一旋转输入齿轮轴312通过柱面镜一旋转输入轴承317嵌套于柱面镜一调节装置支架311之中，并与柱面镜一旋转输出齿轮313啮合；

所述柱面镜一旋转输入电机316连接于柱面镜一旋转输入齿轮轴312末端，中位机6控制柱面镜一旋转输入电机316旋转，带动柱面镜一旋转输入齿轮轴312转动，通过啮合关系带动柱面镜一旋转输出齿轮313转动，带动其上的四个柱面镜一旋转传动杆314转动，进而带动柱面镜一镜座356转动，最终带动柱面镜一351以光轴为中心转动。

进一步的，所述柱面镜二调节装置34包括平移套旋转输入齿轮轴341、柱面镜二调节装置支架342、柱面镜二旋转输入轴承343、柱面镜二旋转输入电机344、四个柱面镜二旋转传动杆345、柱面镜二旋转输出轴承346、平移套旋转输出轴承347、柱面镜二旋转输入齿轮轴348、柱面镜二旋转输出齿轮349、平移套旋转输入电机3410、平移套旋转输入轴承3411、两个平移套旋转传动杆3412和平移套旋转输出齿轮3413；

所述柱面镜二旋转传动杆345一端插入柱面镜二镜座3513端面凹槽中，另一端插入柱面镜二旋转输出齿轮349槽孔中，所述柱面镜二旋转输出齿轮349通过柱面镜二旋转输出轴承346嵌于柱面镜二调节装置支架342之中，所述柱面镜二旋转输入齿轮轴348通过柱面镜二旋转输入轴承343嵌于柱面镜二调节装置支架342中，并与柱面镜二旋转输出齿轮349啮合；

所述柱面镜二旋转输入轴承344连接于柱面镜二旋转输入齿轮轴348末端，中位机6控制柱面镜二旋转输入电机344带动柱面镜二旋转输入齿轮轴348转动，通过啮合关系带动柱面镜二旋转输出齿轮349转动，通过柱面镜二旋转传动杆345带动柱面镜二镜座3513转动，最终带动柱面镜二3512以光轴为中心转动；

所述平移套旋转传动杆3412一端插入柱面镜二平移套357端面凹槽中，另一端插入平移套旋转输出齿轮3413槽孔中，所述平移套旋转输出齿轮3413槽孔中通过平移套旋转输出轴承347嵌套于柱面镜二调节装置支架342之中，所述平移套旋转输入齿轮轴341通过平移套旋转输入轴承3411嵌于柱面镜二调节装置支架342之中，并与平移套旋转输出齿轮3413啮合；

所述平移套旋转输入电机3410连接于平移套旋转输入齿轮轴341末端，中位机6控制平移套旋转输入电机3410带动平移套旋转输入齿轮轴341转动，通过啮合关系带动平移套旋转输出齿轮3413转动，通过平移套旋转传动杆3412带动柱面镜二平移套357绕其中心转动，通过柱面镜二平移套357与双柱面镜镜筒354之间的螺纹作用，实现柱面镜二平移套357沿光轴方向的平移运动，进而带动柱面镜二镜座3513移动，最终带动柱面镜二3512沿光轴方向平移运动。

进一步的，所述整体调整支撑装置33包括四枚柱面镜一调节装置固定螺钉331、支撑平移板332、四枚可调双柱面镜光学系统固定螺钉333、压板334、平移板调节电机335、丝杠旋转轴承一336、两枚压板固定螺钉337、底板338、平移丝杠339、丝杠旋转轴承二3310和六个滚子3311；

所述柱面镜一调节装置固定螺钉331和可调双柱面镜光学系统固定螺钉333分别穿过柱面镜一调节装置支架311和双柱面镜镜筒354上的通孔，并将其固定于支撑平移板332上，所述支撑平移板332上开有燕尾槽作滑轨，用以连接柱面镜二调节装置支架342并保证其可自由滑动，支撑平移板332下方有一凸台，所述平移丝杠339穿过其中，共同形成一丝杠螺母结构，所述丝杠旋转轴承一336和丝杠旋转轴承二3310位于平移丝杠339两端，并分别嵌于压板334槽孔和底板338槽孔之中，所述六个滚子3311分别位于底板338的六个凸台上，承担整体的重量并保证支撑平移板332可顺畅的滑动；

所述平移板调节电机335位于平移丝杠339末端，中位机6控制平移板调节电机335带动平移丝杠339转动，通过丝杠螺母结构使支撑平移板332产生沿光轴方向的平移运动，进而带动整体机构运动，最终带动柱面镜一351和柱面镜二3512沿光轴方向平移运动。

一种适应多波长光源的可调光束准直装置的控制方法：所述方法具体包括以下步骤：

步骤一：组装光束准直装置各组件：根据工作需要选择四个不同波长的激光二极管，光源切换装置2按照组装顺序组装完成并安装在方位俯仰台1上，将整体调节支撑装置33各组件按照安装顺序安装完成，并固定在升降台4上，将双柱面镜镜筒354组装并固定在整体调节支撑装置33上，将柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34各组件按照安装顺序安装完成但暂不固定在整体调节支撑装置33上，将各电机与中位机6连接，将双柱面镜调节装置3出光方向正对平行光管5；

步骤二：调整光源切换装置2空间姿态：通过光源切换转轮电机202将光源切换转轮204固定，使波长A激光二极管203大致正对可调双柱面镜光学系统35中心，将感光卡贴在双柱面镜镜筒354入光一侧端面，感光卡尺寸与双柱面镜镜筒354外圆尺寸相同且中间有十字标志，调节升降台4，直到感光卡中间十字标志与波长A激光二极管203出射光线位于同一水平高度，调节方位俯仰台1直到波长A激光二极管203出射光线照射到感光卡十字标志中心，利用中位机6控制平移板调节电机335转动，带动感光卡平移运动，观测感光卡上中心光斑位置是否变化，若光斑位置偏离十字中心，则继续精调方位俯仰台1直到平移板调节电机335旋转时感光卡中心光斑位置无变化，撤去感光卡，此时波长A激光二极管203出射光线位于双柱面镜镜筒354中心轴线上，光源切换装置2位于正确位置；

步骤三：在中位机6中写入激光二极管位置信息：当波长A激光二极管203正对可调双柱面镜光学系统35中心时，固定光源切换转轮204，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置1；转动光源切换转轮204至波长B激光二极管205正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置2；转动光源切换转轮204至波长C激光二极管206正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置3；转动光源切换转轮204至波长D激光二极管207正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置4；将光源切换转轮204转回至位置1；

步骤四：粗调柱面镜一351空间姿态：将柱面镜一351相关固定组件按照安装顺序固定在双柱面镜镜筒354相应位置，将柱面镜一调节装置31固定在整体调节支撑装置33上，并将柱面镜一旋转传动杆314末端插入柱面镜一镜座356凹槽中，利用中位机6控制柱面镜一旋转输入电机316转动，带动柱面镜一351旋转至大致位于其准直方向，控制平移板调节电机335带动支撑平移板332运动，进而带动柱面镜一351沿光轴方向平移运动，直到激光二极管出射位置大致位于该波长下柱面镜一351焦点处；

步骤五：精调柱面镜一351空间姿态并写入位置信息：利用为中位机6调节柱面镜一旋转输入电机316，观察平行光管5上所呈光斑形状，直到光斑经过传输后，在柱面镜一351准直方向上光束疏散角满足准直要求时，停止柱面镜一旋转输入电机316旋转；利用中位机6缓慢调节平移板调节电机335，观察平行光管5所呈光斑，直到光斑最小处停止旋转平移板调节电机335，将此时柱面镜一旋转输入电机316和平移板调节电机335位置信息写入中位机6并与此刻光源切换转轮204位置信息相匹配；

步骤六：粗调柱面镜二3512空间姿态：将柱面镜二3512相关固定组件按照安装顺序固定在双柱面镜镜筒354相应位置，将柱面镜二调节装置34固定在整体调节支撑装置33上，并将柱面镜二旋转传动杆345和平移套旋转传动杆3412末端分别插入柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357凹槽中，利用中位机6控制柱面镜二旋转输入电机344，带动柱面镜二3512旋转至大致位于其准直方向，利用中位机6控制平移套旋转输入电机3410转动，带动柱面镜二平移套357运动，进而带动柱面镜二3512沿光轴方向平移运动，直到激光二极管出射位置大致位于柱面镜二3512焦点处；

步骤七：精调柱面镜二3512空间姿态并写入位置信息：利用中位机6缓慢调节柱面镜二旋转输入电机344，观察平行光管5上所呈光斑形状，直到经传输后光束疏散角满足准直要求时停止旋转柱面镜二旋转输入电机344；利用中位机6缓慢调节平移套旋转输入电机3410，观察平行光管5上光斑，直到光斑最集中处停止平移套旋转输入电机3410旋转；将此时柱面镜二旋转输入电机344和平移套旋转输入电机3410位置信息写入中位机6并与此刻光源切换转轮204位置信息相匹配；

步骤八：写入不同波长光源下准直镜头的位置信息：分别将光源切换转轮204切换至位置2、位置3和位置4，并分别在各位置下重复步骤四到步骤七；

步骤九：将整体机构移动到所需的光路之中，根据实际工作需要切换不同波长的激光二极管，利用中位机6自动控制电机驱动柱面镜一351和柱面镜二3512调节至指定位置，实现不同光源快速切换和快速准直。

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明有益效果

(1)本发明相较于现有光束准直装置，可满足多波长的激光二极管准直需要，通过中位机控制和电机驱动，可快速准确实现不同波长的激光二极管切换以及配套的柱面镜位置调节。

(2)本发明相较于现有的光束准直装置，采用了减速齿轮和丝杠螺母等减速机构，具有更高的调试精度和准确性，可分别调节两柱面镜角度和空间位置，具有更高的可调性，避免了传统准直装置由于元件加工和装配误差带来的准直误差。

附图说明

图1为光束准直装置整体结构俯视图

图2为光源切换装置整体结构示意图

图3为双柱面镜调节装置整体结构示意图；

图4为可调双柱面镜光学系统剖视图；

图5为柱面镜一调节装置整体结构示意图；

图6为柱面镜二调节装置整体结构示意图；

图7为整体调节支撑装置整体结构示意图。

其中1、方位俯仰台，2、光源切换装置，3、双柱面镜调节装置，4、升降台，5、平行光管，6、中位机，

201、光源切换装置底座，202、光源切换转轮电机，203、波长A激光二极管，204、光源切换转轮，205、波长B激光二极管，206、波长C激光二极管，207、波长D激光二极管，

31、柱面镜一调节装置，32、拉紧弹簧，33、整体调节支撑装置，34、柱面镜二调节装置，35、可调双柱面镜光学系统，

351、柱面镜一，352、柱面镜一轴承内圈轴套，353、柱面镜一轴承外圈轴套，354、双柱面镜镜筒，355、柱面镜一转动轴承，356、柱面镜一镜座，357、柱面镜二平移套，358、柱面镜二转动轴承，359、柱面镜二轴承外圈轴套，3510、柱面镜二轴承内圈轴套，3511、柱面镜二压圈，3512、柱面镜二，3513、柱面镜二镜座，3514、柱面镜一压圈，

311、柱面镜一调节装置支架，312、柱面镜一旋转输入齿轮轴，313、柱面镜一旋转输出齿轮，314、柱面镜一旋转传动杆，315、柱面镜一旋转输出轴承，316、柱面镜一旋转输入电机，317、柱面镜一旋转输入轴承，

341、平移套旋转输入齿轮轴，342、柱面镜二调节装置支架，343、柱面镜二旋转输入轴承，344、柱面镜二旋转输入电机，345、柱面镜二旋转传动杆，346、柱面镜二旋转输出轴承，347、平移套旋转输出轴承，348、柱面镜二旋转输入齿轮轴，349、柱面镜二旋转输出齿轮，3410、平移套旋转输入电机，3411、平移套旋转输入轴承，3412、平移套旋转传动杆，3413、平移套旋转输出齿轮，

331、柱面镜一调节装置固定螺钉，332、支撑平移板，333、可调双柱面镜光学系统固定螺钉，334、压板，335、平移板调节电机，336、丝杠旋转轴承一，337、压板固定螺钉，338、底板，339、平移丝杠，3310、丝杠旋转轴承二，3311滚子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至图7。

一种适应多波长光源的可调光束准直装置：

所述准直装置包括方位俯仰台1、光源切换装置2、双柱面镜调节装置3、升降台4、平行光管5和中位机6；

所述方位俯仰台1用于控制和调整整个准直装置在水平和垂直方向上的角度和位置，以便对光束进行定位和调整；

所述光源切换装置2固定于方位俯仰台1之上，用于切换不同的光源；

所述双柱面镜调节装置3固定于升降台4上，用于对光源切换装置2出射光束进行准直；

当光束经过双柱面镜调节装置3准直后，通过平行光管5观察光斑形状以评估光束的准直度和聚焦效果；如果光斑在平行光管上呈现出均匀、圆形的形状，并且光强均匀，则说明光束经过双柱面镜调节装置的调整后，已经达到了较好的准直效果。反之，如果光斑形状不均匀、边缘模糊或有明显的散焦，则可能需要进一步调整双柱面镜装置来改善光束的准直性；

所述中位机6分别与光源切换装置2和双柱面镜调节装置3通过数据传输线缆连接，用于控制和调节装置的运行状态，以实现光束的准直和调整。

所述光源切换装置2包括光源切换装置底座201、光源切换转轮电机202、波长A激光二极管203、光源切换转轮204、波长B激光二极管205、波长C激光二极管206和波长D激光二极管207；

所述波长A激光二极管203、波长B激光二极管205、波长C激光二极管206和波长D激光二极管207分别位于光源切换转轮204对应孔中；所述光源切换转轮电机202嵌于光源切换装置底座201中，驱动光源切换转轮204转动，并通过数据传输线缆与中位机6相连。

所述双柱面镜调节装置3包括柱面镜一调节装置31、拉紧弹簧32、整体调节支撑装置33、柱面镜二调节装置34和可调双柱面镜光学系统35；所述可调双柱面镜光学系统35通过螺钉固定于整体调节支撑装置33上，可分别对光源切换装置2出射光束的X方向和Y方向进行准直；

所述整体调节支撑装置33通过螺钉固定于升降台4上，通过丝杠螺母传动装置带动柱面镜一调节装置31、柱面镜二调节装置34和可调双柱面镜光学系统35一同沿光轴方向移动，以此调节双柱面镜相对于光束出射位置的距离，保证光束准直效果最佳；

所述拉紧弹簧32分别固定于柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34上，向内施加拉力，以保证柱面镜二平移套357转动过程中，柱面镜二调节装置34能紧靠可调双柱面镜光学系统35不产生缝隙；

所述光源切换装置2位于可调双柱面镜光学系统35入射端，并固定于方位俯仰台1之上，所述平行光管5位于可调双柱面镜光学系统35出射端，平行光管入光口光轴方向垂直。

所述可调双柱面镜光学系统35包括柱面镜一351、柱面镜一轴承内圈轴套352、柱面镜一轴承外圈轴套353、双柱面镜镜筒354、柱面镜一转动轴承355、柱面镜一镜座356、柱面镜二平移套357、柱面镜二转动轴承358、柱面镜二轴承外圈轴套359、柱面镜二轴承内圈轴套3510、柱面镜二压圈3511、柱面镜二3512、柱面镜二镜座3513和柱面镜一压圈3514；

所述柱面镜一351和柱面镜二3512分别通过柱面镜一压圈3514和柱面镜二压圈3511固定于柱面镜一镜座356和柱面镜二镜座3513之中，柱面镜一镜座356通过柱面镜一转动轴承355嵌套于双柱面镜镜筒354一端，并通过柱面镜一轴承外圈轴套353固定，柱面镜二镜座3513通过柱面镜二转动轴承358嵌套于柱面镜二平移套357内，柱面镜二平移套357通过螺纹连接旋入双柱面镜镜筒354另一端；

柱面镜一镜座356、柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357向外一侧的端面均有凹槽，用以连接柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34的传动装置输出端；

所述柱面镜一调节装置31位于可调双柱面镜光学系统35一端，并通过螺钉固定于整体调节支撑装置33之上，通过传动装置带动柱面镜一镜座356转动，使镜片产生以光轴为中心的旋转，以调节镜片至其最佳准直位置，所述柱面镜二调节装置34位于可调柱面镜光学系统35另一端，通过滑轨与整体调节支撑装置33连接并可沿滑轨自由滑动，通过传动装置带动柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357转动，使镜片产生以光轴为中心的旋转和沿光轴方向的平移，以此保证两柱面镜互相正交及光束出射位置位于镜片焦点上。

所述柱面镜一调节装置31包括柱面镜一调节装置支架311、柱面镜一旋转输入齿轮轴312、柱面镜一旋转输出齿轮313、四个柱面镜一旋转传动杆314、柱面镜一旋转输出轴承315、柱面镜一旋转输入电机316和柱面镜一旋转输入轴承317；

所述柱面镜一旋转传动杆314一端插入柱面镜一镜座356端面凹槽中，插入柱面镜一旋转输出齿轮313槽孔中，所述柱面镜一旋转输出齿轮313通过柱面镜一旋转输出轴承315嵌套于柱面镜一调节装置支架311之中，所述柱面镜一旋转输入齿轮轴312通过柱面镜一旋转输入轴承317嵌套于柱面镜一调节装置支架311之中，并与柱面镜一旋转输出齿轮313啮合；

所述柱面镜一旋转输入电机316连接于柱面镜一旋转输入齿轮轴312末端，中位机6控制柱面镜一旋转输入电机316旋转，带动柱面镜一旋转输入齿轮轴312转动，通过啮合关系带动柱面镜一旋转输出齿轮313转动，带动其上的四个柱面镜一旋转传动杆314转动，进而带动柱面镜一镜座356转动，最终带动柱面镜一351以光轴为中心转动。

所述柱面镜二调节装置34包括平移套旋转输入齿轮轴341、柱面镜二调节装置支架342、柱面镜二旋转输入轴承343、柱面镜二旋转输入电机344、四个柱面镜二旋转传动杆345、柱面镜二旋转输出轴承346、平移套旋转输出轴承347、柱面镜二旋转输入齿轮轴348、柱面镜二旋转输出齿轮349、平移套旋转输入电机3410、平移套旋转输入轴承3411、两个平移套旋转传动杆3412和平移套旋转输出齿轮3413；

所述柱面镜二旋转传动杆345一端插入柱面镜二镜座3513端面凹槽中，另一端插入柱面镜二旋转输出齿轮349槽孔中，所述柱面镜二旋转输出齿轮349通过柱面镜二旋转输出轴承346嵌于柱面镜二调节装置支架342之中，所述柱面镜二旋转输入齿轮轴348通过柱面镜二旋转输入轴承343嵌于柱面镜二调节装置支架342中，并与柱面镜二旋转输出齿轮349啮合；

所述柱面镜二旋转输入轴承344连接于柱面镜二旋转输入齿轮轴348末端，中位机6控制柱面镜二旋转输入电机344带动柱面镜二旋转输入齿轮轴348转动，通过啮合关系带动柱面镜二旋转输出齿轮349转动，通过柱面镜二旋转传动杆345带动柱面镜二镜座3513转动，最终带动柱面镜二3512以光轴为中心转动；

所述平移套旋转传动杆3412一端插入柱面镜二平移套357端面凹槽中，另一端插入平移套旋转输出齿轮3413槽孔中，所述平移套旋转输出齿轮3413槽孔中通过平移套旋转输出轴承347嵌套于柱面镜二调节装置支架342之中，所述平移套旋转输入齿轮轴341通过平移套旋转输入轴承3411嵌于柱面镜二调节装置支架342之中，并与平移套旋转输出齿轮3413啮合；

所述平移套旋转输入电机3410连接于平移套旋转输入齿轮轴341末端，中位机6控制平移套旋转输入电机3410带动平移套旋转输入齿轮轴341转动，通过啮合关系带动平移套旋转输出齿轮3413转动，通过平移套旋转传动杆3412带动柱面镜二平移套357绕其中心转动，通过柱面镜二平移套357与双柱面镜镜筒354之间的螺纹作用，实现柱面镜二平移套357沿光轴方向的平移运动，进而带动柱面镜二镜座3513移动，最终带动柱面镜二3512沿光轴方向平移运动。

所述整体调整支撑装置33包括四枚柱面镜一调节装置固定螺钉331、支撑平移板332、四枚可调双柱面镜光学系统固定螺钉333、压板334、平移板调节电机335、丝杠旋转轴承一336、两枚压板固定螺钉337、底板338、平移丝杠339、丝杠旋转轴承二3310和六个滚子3311；

所述柱面镜一调节装置固定螺钉331和可调双柱面镜光学系统固定螺钉333分别穿过柱面镜一调节装置支架311和双柱面镜镜筒354上的通孔，并将其固定于支撑平移板332上，所述支撑平移板332上开有燕尾槽作滑轨，用以连接柱面镜二调节装置支架342并保证其可自由滑动，支撑平移板332下方有一凸台，所述平移丝杠339穿过其中，共同形成一丝杠螺母结构，所述丝杠旋转轴承一336和丝杠旋转轴承二3310位于平移丝杠339两端，并分别嵌于压板334槽孔和底板338槽孔之中，所述六个滚子3311分别位于底板338的六个凸台上，承担整体的重量并保证支撑平移板332可顺畅的滑动；

所述平移板调节电机335位于平移丝杠339末端，中位机6控制平移板调节电机335带动平移丝杠339转动，通过丝杠螺母结构使支撑平移板332产生沿光轴方向的平移运动，进而带动整体机构运动，最终带动柱面镜一351和柱面镜二3512沿光轴方向平移运动。

一种适应多波长光源的可调光束准直装置的控制方法：所述方法具体包括以下步骤：

步骤一：组装和安装光源切换装置、整体调节支撑装置、双柱面镜镜筒和电机连接。

组装光束准直装置各组件：根据工作需要选择四个不同波长的激光二极管，光源切换装置2按照组装顺序组装完成并安装在方位俯仰台1上，将整体调节支撑装置33各组件按照安装顺序安装完成，并固定在升降台4上，将双柱面镜镜筒354组装并固定在整体调节支撑装置33上，将柱面镜一调节装置31和柱面镜二调节装置34各组件按照安装顺序安装完成但暂不固定在整体调节支撑装置33上，将各电机与中位机6连接，将双柱面镜调节装置3出光方向正对平行光管5；

步骤二：调整光源切换装置的位置，以便激光束与可调双柱面镜光学系统对齐，并通过观察感光卡的光斑位置调整方位俯仰台和升降台。

调整光源切换装置2空间姿态：通过光源切换转轮电机202将光源切换转轮204固定，使波长A激光二极管203大致正对可调双柱面镜光学系统35中心，将感光卡贴在双柱面镜镜筒354入光一侧端面，感光卡尺寸与双柱面镜镜筒354外圆尺寸相同且中间有十字标志，调节升降台4，直到感光卡中间十字标志与波长A激光二极管203出射光线位于同一水平高度，调节方位俯仰台1直到波长A激光二极管203出射光线照射到感光卡十字标志中心，利用中位机6控制平移板调节电机335转动，带动感光卡平移运动，观测感光卡上中心光斑位置是否变化，若光斑位置偏离十字中心，则继续精调方位俯仰台1直到平移板调节电机335旋转时感光卡中心光斑位置无变化，撤去感光卡，此时波长A激光二极管203出射光线位于双柱面镜镜筒354中心轴线上，光源切换装置2位于正确位置；

步骤三：记录不同波长激光二极管位置信息，以便后续校准和切换。

在中位机6中写入激光二极管位置信息：当波长A激光二极管203正对可调双柱面镜光学系统35中心时，固定光源切换转轮204，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置1；转动光源切换转轮204至波长B激光二极管205正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置2；转动光源切换转轮204至波长C激光二极管206正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置3；转动光源切换转轮204至波长D激光二极管207正对可调双柱面镜光学系统35中心，在中位机6中记录该点位置信息，记为位置4；将光源切换转轮204转回至位置1；

步骤四：粗调柱面镜一的空间姿态，使其大致位于准直方向，并调整柱面镜一的位置使激光出射位置位于焦点处。

粗调柱面镜一351空间姿态：将柱面镜一351相关固定组件按照安装顺序固定在双柱面镜镜筒354相应位置，将柱面镜一调节装置31固定在整体调节支撑装置33上，并将柱面镜一旋转传动杆314末端插入柱面镜一镜座356凹槽中，利用中位机6控制柱面镜一旋转输入电机316转动，带动柱面镜一351旋转至大致位于其准直方向，控制平移板调节电机335带动支撑平移板332运动，进而带动柱面镜一351沿光轴方向平移运动，直到激光二极管出射位置大致位于该波长下柱面镜一351焦点处；

步骤五：精细调整柱面镜一的空间姿态，并记录其位置信息，以实现准直要求。

精调柱面镜一351空间姿态并写入位置信息：利用为中位机6调节柱面镜一旋转输入电机316，观察平行光管5上所呈光斑形状，直到光斑经过传输后，在柱面镜一351准直方向上光束疏散角满足准直要求时，停止柱面镜一旋转输入电机316旋转；利用中位机6缓慢调节平移板调节电机335，观察平行光管5所呈光斑，直到光斑最小处停止旋转平移板调节电机335，将此时柱面镜一旋转输入电机316和平移板调节电机335位置信息写入中位机6并与此刻光源切换转轮204位置信息相匹配；

柱面镜一的调整可以使激光束经过准直，聚焦在焦点位置，从而能够在后续的实验或应用中提供精确且可控的光束；

步骤六：粗调柱面镜二的空间姿态，使其大致位于准直方向，并调整柱面镜二的位置使激光出射位置位于焦点处。

粗调柱面镜二3512空间姿态：将柱面镜二3512相关固定组件按照安装顺序固定在双柱面镜镜筒354相应位置，将柱面镜二调节装置34固定在整体调节支撑装置33上，并将柱面镜二旋转传动杆345和平移套旋转传动杆3412末端分别插入柱面镜二镜座3513和柱面镜二平移套357凹槽中，利用中位机6控制柱面镜二旋转输入电机344，带动柱面镜二3512旋转至大致位于其准直方向，利用中位机6控制平移套旋转输入电机3410转动，带动柱面镜二平移套357运动，进而带动柱面镜二3512沿光轴方向平移运动，直到激光二极管出射位置大致位于柱面镜二3512焦点处；

步骤七：精细调整柱面镜二的空间姿态，并记录其位置信息，以实现准直要求。

精调柱面镜二3512空间姿态并写入位置信息：利用中位机6缓慢调节柱面镜二旋转输入电机344，观察平行光管5上所呈光斑形状，直到经传输后光束疏散角满足准直要求时停止旋转柱面镜二旋转输入电机344；利用中位机6缓慢调节平移套旋转输入电机3410，观察平行光管5上光斑，直到光斑最集中处停止平移套旋转输入电机3410旋转；将此时柱面镜二旋转输入电机344和平移套旋转输入电机3410位置信息写入中位机6并与此刻光源切换转轮204位置信息相匹配；

柱面镜二的调整也起到准直作用，可以优化光束的聚焦效果，确保经过准直后的光束具有所需的空间特性和传输性能；

步骤八：记录不同波长光源下柱面镜头的位置信息，以实现后续切换和准直。

写入不同波长光源下准直镜头的位置信息：分别将光源切换转轮204切换至位置2、位置3和位置4，并分别在各位置下重复步骤四到步骤七；

记录不同波长光源下柱面镜头的位置信息，使得在切换不同波长光源时，能够快速准确地调整柱面镜头的位置，以获得稳定的光束准直；

步骤九：将整体机构移动到所需位置，并利用中位机自动控制电机调节柱面镜一和柱面镜二，实现不同波长光源的切换和准直。

将整体机构移动到所需的光路之中，根据实际工作需要切换不同波长的激光二极管，利用中位机6自动控制电机驱动柱面镜一351和柱面镜二3512调节至指定位置，实现不同光源快速切换和快速准直。

通过整体机构的移动和中位机的控制，可以在实际工作需要下灵活地调整装置的位置，并实现不同波长光源的快速切换和准直，提高实验或应用的效率和可操作性；

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器read only memory，ROM、可编程只读存储器programmable ROM，PROM、可擦除可编程只读存储器erasablePROM，EPROM、电可擦除可编程只读存储器electrically EPROM，EEPROM或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器random access memory，RAM，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器static RAM，SRAM、动态随机存取存储器dynamic RAM，DRAM、同步动态随机存取存储器synchronous DRAM，SDRAM、双倍数据速率同步动态随机存取存储器doubledata rate SDRAM，DDR SDRAM、增强型同步动态随机存取存储器enhanced SDRAM，ESDRAM、同步连接动态随机存取存储器synchlinkDRAM，SLDRAM和直接内存总线随机存取存储器direct rambus RAM，DR RAM。应注意，本发明描述的方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

以上对本发明所提出的一种适应多波长光源的可调光束准直装置及其控制方法，进行了详细介绍，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。