專利名稱：大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空間光學系統(tǒng)點源雜光透射系數(shù)測試裝置，該裝置可以測量大動態(tài)范圍的點源雜散光系數(shù)，屬于光電測試領域。
背景技術：
航天用光學系統(tǒng)的雜光主要來源于視場外明亮物體(尤其是太陽)的強烈輻射， 這些輻射經(jīng)光學系統(tǒng)后發(fā)生散射、衍射，以雜光形式分布于光學系統(tǒng)像面探測器上，從而影響光學系統(tǒng)的探測能力。太陽的輻射能量主要集中在可見光波段，因此工作波段為可見光的光學系統(tǒng)，對雜光抑制的要求也更加嚴格。雜光對光學系統(tǒng)的影響是非常有害的，其直接表現(xiàn)在降低像面的對比度，降低信噪比，并且可能會在像面上產(chǎn)生光斑，導致像質下降，某些情況下甚至會造成系統(tǒng)失效。光學系統(tǒng)雜光抑制能力的強弱，采用點源透過率PST(Point Source Transmittance)指標來評價，表征光學系統(tǒng)雜光水平的點源透過率PST定義為光學系統(tǒng)視場外視場角為θ的點源目標的輻射，經(jīng)光學系統(tǒng)后在像面產(chǎn)生的輻射照度&(9)與入瞳處輻射照度Ei的比值，其數(shù)學表達式為PSm = ^
(1)因此，PST也可以叫做點源透射比，PST越小則表示系統(tǒng)的雜光抑制能力越強，系統(tǒng)性能好。PST體現(xiàn)了光學系統(tǒng)本身對點源雜光的抑制能力，而與雜光輻射強度無關。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了得到現(xiàn)有光學系統(tǒng)中雜光透射系數(shù)，而提出了一種大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置。本發(fā)明包括太陽模擬器、光路組件、水平轉臺和探測器；水平轉臺上安裝有待測光學系統(tǒng)，所述的水平轉臺用于控制待測光學系統(tǒng)在水平面內旋轉；光路組件包括孔徑光闌、 折軸反射鏡和大口徑平行光管；太陽模擬器發(fā)出的光線經(jīng)孔徑光闌投射在折軸反射鏡上， 經(jīng)折軸反射鏡反射后投射到大口徑平行光管上，大口徑平行光管的出射光束為大口徑平行光，所述的大口徑平行光投射在待測光學系統(tǒng)的入瞳口徑上；探測器分為前部探測器和后部探測器，所述前部探測器和后部探測器分別安裝在待測光學系統(tǒng)的受光面上和背光面上，探測器用來探測待測光學系統(tǒng)前后輻射照度。應用于空間光學系統(tǒng)中的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置具有動態(tài)范圍大，測試方便，實現(xiàn)難度小等優(yōu)點，尤其適用于空間光學系統(tǒng)等對雜散光抑制要求比較高的光學系統(tǒng)的雜光測試。在整個測量過程中，通過步進電機控制器控制水平旋轉臺的旋轉角度，以此實現(xiàn)角度的變化，提高了角度旋轉的速度和精度。在整個測量過程中，通過孔徑光闌來限制成像光束的大小，使得大口徑平行光管發(fā)出的平行光始終充滿待測光學系統(tǒng)的入瞳口徑。入瞳處的輻射照度采用專業(yè)級的可見光照度計進行測量，像面處的輻射照度采用
3微光照度計進行測量。結合兩種不同量程的照度計，擴大了裝置的測量動態(tài)范圍。測量裝置采用了折軸反射鏡，使得測量裝置結構緊湊。


圖1和圖2是大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置的結構示意圖，其中，圖1是當測量入射光時，只安裝前部探測器8的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置的結構示意圖，圖2是當開始旋轉角度測量出射光時，只安裝后部探測器7的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置的結構示意圖；圖3是太陽模擬器1的結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式中的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置包括太陽模擬器1、光路組件、水平轉臺6和探測器；水平轉臺 6上安裝有待測光學系統(tǒng)5，所述的水平轉臺6用于控制待測光學系統(tǒng)5在水平面內旋轉； 光路組件包括孔徑光闌2、折軸反射鏡3和大口徑平行光管4 ；太陽模擬器1發(fā)出的光線經(jīng)孔徑光闌2投射在折軸反射鏡3上，經(jīng)折軸反射鏡3反射后投射到大口徑平行光管4上，大口徑平行光管4出射光束為大口徑平行光，所述的大口徑平行光投射在待測光學系統(tǒng)5的入瞳口徑上，即大口徑平行光管4是將入射光束擴展為大口徑平行光照射到待測光學系統(tǒng) 5的入瞳口徑上；太陽模擬器1、孔徑光闌2、折軸反射鏡3、大口徑平行光管4及待測光學系統(tǒng)5位于同一水平面上；探測器分為前部探測器8和后部探測器7，所述前部探測器8和后部探測器7分別安裝在待測光學系統(tǒng)5的受光面上和背光面上，探測器用來探測待測光學系統(tǒng)5前后輻射照度，當測量入射光時，只在待測光學系統(tǒng)5的受光面上安裝前部探測器8 用于測量入瞳處輻射照度4，當開始旋轉角度測量出射光時，只在待測光學系統(tǒng)5的背光面上安裝后部探測器7用于測量經(jīng)光學系統(tǒng)后在像面產(chǎn)生的輻射照度θ )。所述的孔徑光闌2，用來限制光束大小，使得經(jīng)過大口徑平行光管4的平行光在整個測量過程都充滿待測光學系統(tǒng)5的整個入瞳口徑。所述的折軸反射鏡3使得整個測量裝置結構比較緊湊。
具體實施方式
二 結合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于所述太陽模擬器1由高壓短弧氙燈1. 1和橢球反射罩1. 2組成；高壓短弧氙燈1. 1 放置在橢球反射罩1. 2的焦點上。高壓短弧氙燈1. 1為IOOOkw功率、色溫約為6000k的高壓短弧氙燈，太陽模擬器1模擬真實的太陽光照環(huán)境，發(fā)出的平行光的發(fā)散角小于32'，光束均勻性優(yōu)于2.5%。在待測光學系統(tǒng)5的入瞳口徑處的輻射照度大于ΙΟΟΟΙχ。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同點在于所述的水平轉臺 6采用步進電機控制旋轉，旋轉角精度為0.05°。其它組成和連接方式與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同點在于所述的前部探測器8 為可見光照度計，其量程為0. Ollx 9999001X。后部探測器7為微光照度計，其量程為 IO-6Ix 0. 21x。其它組成和連接方式與具體實施方式
三相同。本發(fā)明內容不僅限于上述各實施方式的內容，其中一個或幾個具體實施方式
的組合同樣也可以實現(xiàn)發(fā)明的目的。
權利要求
1.大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于它包括太陽模擬器(1)、光路組件、水平轉臺(6)和探測器；水平轉臺(6)上安裝有待測光學系統(tǒng)(5)，所述的水平轉臺 (6)用于控制待測光學系統(tǒng)(5)在水平面內旋轉；光路組件包括孔徑光闌O)、折軸反射鏡 (3)和大口徑平行光管(4)；太陽模擬器(1)發(fā)出的光線經(jīng)孔徑光闌( 投射在折軸反射鏡 (3)上，經(jīng)折軸反射鏡⑶反射后投射到大口徑平行光管⑷上，大口徑平行光管⑷的出射光束為大口徑平行光，所述的大口徑平行光投射在待測光學系統(tǒng)(5)的入瞳口徑上；探測器分為前部探測器(8)和后部探測器(7)，所述前部探測器(8)和后部探測器(7)分別安裝在待測光學系統(tǒng)(5)的受光面上和背光面上，探測器用來探測待測光學系統(tǒng)( 前后輻射照度。
2.根據(jù)權利要求1所述的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于所述太陽模擬器(1)由高壓短弧氙燈(1. 1)和橢球反射罩(1. 2)組成；高壓短弧氙燈(1. 1)放置在橢球反射罩(1.2)的焦點上。
3.根據(jù)權利要求2所述的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于高壓短弧氙燈(1. 1)為IOOOkw功率、色溫約為6000k的高壓短弧氙燈。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于所述的水平轉臺(6)采用步進電機控制旋轉。
5.根據(jù)權利要求4所述的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于前部探測器(8)為可見光照度計，其量程為0. Ollx 9999001x。
6.根據(jù)權利要求4所述的大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，其特征在于后部探測器(7)為微光照度計，其量程為10_61χ 0. 21x。
全文摘要
大動態(tài)范圍點源雜光透射系數(shù)測量裝置，它屬于光電測試領域，它得到現(xiàn)有光學系統(tǒng)中雜光透射系數(shù)。本發(fā)明的水平轉臺上安裝有待測光學系統(tǒng)，所述的水平轉臺用于控制待測光學系統(tǒng)在水平面內旋轉；光路組件包括孔徑光闌、折軸反射鏡和大口徑平行光管；太陽模擬器發(fā)出的光線經(jīng)孔徑光闌投射在折軸反射鏡上，經(jīng)折軸反射鏡反射后投射到大口徑平行光管上，大口徑平行光管的出射光束為大口徑平行光，所述的大口徑平行光投射在待測光學系統(tǒng)的入瞳口徑上；探測器分為前部探測器和后部探測器，所述前部探測器和后部探測器分別安裝在待測光學系統(tǒng)的受光面上和背光面上，探測器用來探測待測光學系統(tǒng)前后輻射照度。應用于空間光學系統(tǒng)中的裝置。
文檔編號G01M11/02GK102175431SQ20111003144
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者王付剛, 王治樂, 趙明, 龔仲強 申請人:哈爾濱工業(yè)大學