專利名稱：標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器及含有該模擬器的雜散光pst光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光pst光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
星光模擬器是一種計(jì)量基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)源，主要是為了設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)星等光度量。作為一 種地面標(biāo)定設(shè)備，星模擬器模擬出微弱的星光照度，星角直徑以及光譜特性，用以測(cè)試及標(biāo) 定恒星、衛(wèi)星探測(cè)器、星敏感器對(duì)不同星等、光譜特性的空間目標(biāo)的敏感性，滿足星光探測(cè) 器，星敏感器地面模擬試驗(yàn)的需要。目前，星模擬器已成為星光探測(cè)器、星敏感器等地面標(biāo) 定試驗(yàn)關(guān)鍵儀器。 隨著對(duì)星光探測(cè)器的探測(cè)能力及精度要求越來(lái)越高，這必然對(duì)地面的標(biāo)定設(shè)備星 模擬器也提出了更高的要求。從國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究看，微弱光的產(chǎn)生國(guó)外主要采用以 下幾種方式 1)準(zhǔn)直光管焦面上放置針孔，光源照明后產(chǎn)生模擬星點(diǎn)像，此方案無(wú)法定量標(biāo)定， 且模擬的星等較低； 2)用光纖將光引導(dǎo)到準(zhǔn)直光管焦面上，通過(guò)加中性衰減片調(diào)節(jié)光通量，模擬 出-2 8等星的星光，此方案無(wú)法定量標(biāo)定，且采用光纖導(dǎo)光，光纖的彎曲，衰減等因素對(duì) 系統(tǒng)精度影響較大。 3)采用先進(jìn)的液晶光閥技術(shù)，由計(jì)算機(jī)給出的模擬星圖實(shí)時(shí)地送到高分辨率液晶 顯示屏上，照明系統(tǒng)照亮液晶屏產(chǎn)生模擬星點(diǎn)，再由光管送到星敏感器上以完成其星圖位 置的比較測(cè)量。此方法實(shí)時(shí)性高，圖案靈活，但液晶屏分辨率低，對(duì)比度低，模擬出的角直徑 大，且無(wú)法定量標(biāo)定。 而在國(guó)內(nèi)科研眾多的科研機(jī)構(gòu)中，多數(shù)采用液晶光閥技術(shù)，但從總體上來(lái)說(shuō)，該技 術(shù)所模擬出的星等仍然較低，難以滿足高星等微弱星光的模擬，且極弱光情況下的標(biāo)定存 在很大的困難。 雜散光水平是光學(xué)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，雜散光降低了光學(xué)系統(tǒng)像面的襯度及信 噪比，在像面上產(chǎn)生光斑，對(duì)象質(zhì)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效。雜散光水平直接影響 了探測(cè)能力的提高，因此光學(xué)系統(tǒng)的雜光設(shè)計(jì)和檢測(cè)勢(shì)在必行。從國(guó)內(nèi)外的相關(guān)領(lǐng)域的研 究看，對(duì)雜光水平的評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)主要通過(guò)對(duì)點(diǎn)源透過(guò)率(pst)和雜光系數(shù)(v)兩種參數(shù)的
測(cè)試解決。點(diǎn)源透過(guò)率(pst)定義為pst( e) = ed( e )/e。其中ed( e)是由離軸角e的
光源引起的探測(cè)器上的輻照度；e是在垂直于該點(diǎn)源的輸入孔徑上的輻照度。 不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，要想同時(shí)達(dá)到模擬出更高星等的微弱星光以及解決極弱光
情況下的定量標(biāo)定都尚未得到很好的滿足。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可大幅擴(kuò)大模擬星
3等的范圍、在極弱光環(huán)境下可精確測(cè)量標(biāo)定、測(cè)量精度高的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器以及含有該模 擬器的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特殊之處在于 該標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點(diǎn)板以及準(zhǔn)直系統(tǒng)；所述可變光闌設(shè)置 在光源的入射光路上；所述勻光器設(shè)置于可變光闌的輸出光路上；所述星點(diǎn)板設(shè)置在勻光 器之上；所述準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)置于星點(diǎn)板的輸出光路上。 上述標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器還包括光度計(jì)量設(shè)備，所述光譜計(jì)量設(shè)備設(shè)置于勻光器上。
上述光度計(jì)量設(shè)備是照度計(jì)、光電池或光譜輻射度計(jì)。
上述星點(diǎn)板上設(shè)置有星點(diǎn)孔，所述星點(diǎn)孔是一個(gè)或多個(gè)。
上述光源鹵鎢燈或氙燈光源。 上述準(zhǔn)直系統(tǒng)是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)。 —種含有標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特殊之處在于該光學(xué)
檢測(cè)系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器、載物臺(tái)以及光電探測(cè)器、光陷阱；所述光電探測(cè)器設(shè)置在標(biāo)
準(zhǔn)星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺(tái)設(shè)置于光電探測(cè)器和標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器之間。 上述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)還包括光陷阱，所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)整體置于光陷阱中。 上述載物臺(tái)是二維載物臺(tái)。 上述光電探測(cè)器是高靈敏度光電探測(cè)器。 上述光陷阱是黑布、遮光罩或暗箱。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 1、可大幅擴(kuò)大模擬星的范圍。本發(fā)明采用可變光闌進(jìn)行調(diào)節(jié)光通量，與使用中性 衰減片組組合調(diào)節(jié)光通量相比，可變光闌的連續(xù)調(diào)光量動(dòng)態(tài)范圍大，提高了模擬星等的范 圍和精度。同時(shí)本發(fā)明還采用星點(diǎn)板加準(zhǔn)直器，模擬出無(wú)窮遠(yuǎn)處星光，星點(diǎn)板口徑很小，可 以模擬出極弱光光照度值，并通過(guò)外推的方法能使模擬星等數(shù)大大提高?？商鎿Q使用不同 的星點(diǎn)板或小孔，以滿足不同的需要，并可在一塊星點(diǎn)板上開(kāi)多個(gè)星點(diǎn)孔，以實(shí)現(xiàn)星圖的模 擬，大幅度的擴(kuò)大了模擬星的范圍。 2、在極弱光條件下可精確測(cè)量標(biāo)定。本發(fā)明采用勻光器，保證了勻光器內(nèi)光分布 的均勻性，同時(shí)配合光度計(jì)量設(shè)備，使得出口處光量可精確測(cè)量。很好的解決了沒(méi)有弱光標(biāo) 準(zhǔn)下的測(cè)量標(biāo)定問(wèn)題。 3、測(cè)量精度高。本發(fā)明配合標(biāo)準(zhǔn)高靈敏度探測(cè)器，可以對(duì)長(zhǎng)焦距光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行雜 散光PST測(cè)試，其測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍大，動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)IO個(gè)量級(jí)。通過(guò)增加濾光片，使得系統(tǒng)可 進(jìn)行全色，單色的PST測(cè)試，通過(guò)更換不同小孔進(jìn)行交叉定標(biāo)，標(biāo)定精度較高，且受溫度等 環(huán)境因數(shù)影響小，并且可以由計(jì)算機(jī)方便靈活的管理測(cè)量和標(biāo)定過(guò)程。


圖1為本發(fā)明所提供標(biāo)準(zhǔn)星系統(tǒng)的較佳結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所提供的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，該標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器包括光源1、可
4變光闌2、勻光器3、星點(diǎn)板5以及準(zhǔn)直系統(tǒng)6，可變光闌2設(shè)置在光源1的入射光路上；勻 光器3設(shè)置于可變光闌2的輸出光路上；星點(diǎn)板5設(shè)置在勻光器3之上；準(zhǔn)直系統(tǒng)6設(shè)置于 星點(diǎn)板5的輸出光路上。 該標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器除包括以上器件外還包括光度計(jì)量設(shè)備4，光度計(jì)量設(shè)備4設(shè) 置于勻光器3某一開(kāi)口上。 星點(diǎn)板5上可設(shè)置有星點(diǎn)孔，星點(diǎn)孔是一個(gè)或多個(gè)。 光源系統(tǒng)1是可以使用直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電光源如鹵鴇燈，氤燈等。 準(zhǔn)直系統(tǒng)6是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)，各種攝影鏡頭。 光源1通過(guò)光源系統(tǒng)產(chǎn)生的光通過(guò)可變光闌2進(jìn)入勻光器3，通過(guò)調(diào)節(jié)可變光闌 2，使得進(jìn)光量可變，以實(shí)現(xiàn)勻光器3出口處光亮度的改變，從而模擬出不同的星光照度。
在勻光器3上安裝光度計(jì)量設(shè)備4，由于勻光器3內(nèi)光分布均勻，通過(guò)光度計(jì)量設(shè) 備可測(cè)量光特性以及觀測(cè)色溫等性能的變化，以提供反饋，同時(shí)解決了極弱光情況下標(biāo)定 問(wèn)題。光經(jīng)過(guò)勻光器3出口處的星點(diǎn)板5照射到準(zhǔn)直系統(tǒng)6，模擬出無(wú)窮遠(yuǎn)處星光，微米量 級(jí)的星點(diǎn)板5 口徑，配合可變光闌2的調(diào)節(jié)，使得模擬的星等大大提高，并可以外推出更高 的星等。很好的模擬出高星等微弱光。同時(shí)可在星點(diǎn)板5上開(kāi)多個(gè)星點(diǎn)孔，則可實(shí)現(xiàn)多星 點(diǎn)圖的模擬。 標(biāo)定方法根據(jù)以下公式 E =〖(一)2.L.T 4 F 其中d為星點(diǎn)孔直徑，F(xiàn)為準(zhǔn)直系統(tǒng)6的焦距，L為勻光器3的出口亮度，由光度計(jì) 量設(shè)備4完成測(cè)量。T為準(zhǔn)直系統(tǒng)的光學(xué)透過(guò)率。 本發(fā)明在提供一種標(biāo)準(zhǔn)星光器模擬器的同時(shí)，還提供了 一種含有標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器 的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，該光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器、載物臺(tái)8以及光電探測(cè) 器9，光電探測(cè)器9設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器的輸出光路上；載物臺(tái)8設(shè)置于光電探測(cè)器9和 標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器之間。該光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)還可以包括光陷阱10以及濾色片7，光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng) 整體置于光陷阱10中，濾色片7置于勻光器出口處。 光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)中所提到的載物臺(tái)是二維載物臺(tái)，可以在二維方向作俯仰，水平轉(zhuǎn) 動(dòng)。 光電探測(cè)器9是高靈敏度光電探測(cè)器。該高靈敏度光電探測(cè)器是最小可探測(cè)光功 率應(yīng)小于1. 0X 10—"w/m2的高靈敏度光電探測(cè)器。
光陷阱10是黑布、遮光罩或暗箱。 本發(fā)明所提供的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行PST測(cè)試時(shí)，首先將待測(cè)光學(xué)系 統(tǒng)置于載物臺(tái)8上，用較大口徑的小孔替換星點(diǎn)板5，使可變光闌2達(dá)全開(kāi)狀態(tài)，以產(chǎn)生最大 入射光照度。星模擬器出射的光進(jìn)入被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)，配以高靈敏度探測(cè)器9，既可進(jìn)行PST 測(cè)試，又可在勻光器3出口處增加濾光片7對(duì)被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)在多色或單色光下的雜散光特 性進(jìn)行測(cè)量。
權(quán)利要求
一種標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點(diǎn)板以及準(zhǔn)直系統(tǒng)；所述可變光闌設(shè)置在光源的入射光路上；所述勻光器設(shè)置于可變光闌的輸出光路上；所述星點(diǎn)板設(shè)置在勻光器之上；所述準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)置于星點(diǎn)板的輸出光路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器還包括 光度計(jì)量設(shè)備，所述光譜計(jì)量設(shè)備設(shè)置于勻光器上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述光度計(jì)量設(shè)備是照度計(jì)、 光電池或光譜輻射度計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述星點(diǎn)板上設(shè)置 有星點(diǎn)孔，所述星點(diǎn)孔是一個(gè)或多個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述光源是卣鎢燈或氙燈光源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述準(zhǔn)直系統(tǒng)是離軸拋物面 平行光管、折射式平行光管或望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)。
7. —種含有權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器、載物臺(tái)以及光電探測(cè)器、光陷阱；所述光電探 測(cè)器設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺(tái)設(shè)置于光電探測(cè)器和標(biāo)準(zhǔn)星光模擬 器之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)還包括光 陷阱，所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)整體置于光陷阱中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述載物臺(tái)是二維載物臺(tái)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述光電探測(cè)器是 高靈敏度光電探測(cè)器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器，其特征在于所述光陷阱是黑布、遮光罩 或暗箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，該標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點(diǎn)板以及準(zhǔn)直系統(tǒng)；可變光闌設(shè)置在光源的入射光路上；勻光器設(shè)置于可變光闌的輸出光路上；星點(diǎn)板設(shè)置在勻光器之上；準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)置于星點(diǎn)板的輸出光路上。本發(fā)明提供了一種可大幅擴(kuò)大模擬星等的范圍、在極弱光環(huán)境下可精確測(cè)量標(biāo)定、測(cè)量精度高的標(biāo)準(zhǔn)星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01C25/00GK101750097SQ200810188560
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者馮廣軍, 李英才, 樊學(xué)武, 汶德勝, 車弛騁, 陳榮利, 馬臻 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所