精指向机构45°扫描镜光矢量轨迹正交性研究

在空间激光通信终端中，精指向机构45°扫描镜振动轴绕不同轴系振动时，捕获跟踪CMOS相机上的扫描轨迹不正交，使得激光终端扫描概率降低、光轴在轨标定难度增大。为研究其内在机理，利用光学追迹的方法建立三维光矢量扫描轨迹模型，计算并仿真45°反射镜振动轴沿两组常用正交轴扫描时，CMOS相机上光矢量轨迹的正交性，搭建实验测试系统验证该计算仿真在精指向机构扫描过程反射光矢量的性能。研究结果表明：45°扫描镜振动轴绕■和■振动扫描轨迹的不正交度为19.47°,不随扫描角度的变化而发生变化，实验验证和理论结果一致；45°扫描镜振动轴绕z轴和■振动时，由扫描角度和扫描轨迹正交性曲线关系，得出CMOS相机上扫描轨迹夹角随着扫描角度变化而变化，当扫描角度为9 mrad时，扫描轨迹的不正交度为6.4 mrad。该研究对空间激光通信终端精指向机构扫描的内在机理、安装方式、轴外视场光轴标定等有深刻的认识和指导意义。