專利名稱：標(biāo)準星光模擬器及含有該模擬器的雜散光pst光學(xué)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種標(biāo)準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光pst光學(xué)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
星光模擬器是一種計量基準的標(biāo)準源，主要是為了設(shè)立標(biāo)準星等光度量。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，用以測試及標(biāo) 定恒星、衛(wèi)星探測器、星敏感器對不同星等、光譜特性的空間目標(biāo)的敏感性，滿足星光探測 器，星敏感器地面模擬試驗的需要。目前，星模擬器已成為星光探測器、星敏感器等地面標(biāo) 定試驗關(guān)鍵儀器。 隨著對星光探測器的探測能力及精度要求越來越高，這必然對地面的標(biāo)定設(shè)備星 模擬器也提出了更高的要求。從國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究看，微弱光的產(chǎn)生國外主要采用以 下幾種方式 1)準直光管焦面上放置針孔，光源照明后產(chǎn)生模擬星點像，此方案無法定量標(biāo)定， 且模擬的星等較低； 2)用光纖將光引導(dǎo)到準直光管焦面上，通過加中性衰減片調(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 系統(tǒng)精度影響較大。 3)采用先進的液晶光閥技術(shù)，由計算機給出的模擬星圖實時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，再由光管送到星敏感器上以完成其星圖位 置的比較測量。此方法實時性高，圖案靈活，但液晶屏分辨率低，對比度低，模擬出的角直徑 大，且無法定量標(biāo)定。 而在國內(nèi)科研眾多的科研機構(gòu)中，多數(shù)采用液晶光閥技術(shù)，但從總體上來說，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，對象質(zhì)產(chǎn)生影響，嚴重時會導(dǎo)致系統(tǒng)失效。雜散光水平直接影響 了探測能力的提高，因此光學(xué)系統(tǒng)的雜光設(shè)計和檢測勢在必行。從國內(nèi)外的相關(guān)領(lǐng)域的研 究看，對雜光水平的評價和檢驗主要通過對點源透過率(pst)和雜光系數(shù)(v)兩種參數(shù)的
測試解決。點源透過率(pst)定義為pst( e) = ed( e )/e。其中ed( e)是由離軸角e的
光源引起的探測器上的輻照度；e是在垂直于該點源的輸入孔徑上的輻照度。 不論是國內(nèi)還是國外，要想同時達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)問題，本發(fā)明提供了一種可大幅擴大模擬星
3等的范圍、在極弱光環(huán)境下可精確測量標(biāo)定、測量精度高的標(biāo)準星光模擬器以及含有該模 擬器的雜散光PST光學(xué)檢測系統(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)準星光模擬器，其特殊之處在于 該標(biāo)準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以及準直系統(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；所述星點板設(shè)置在勻光 器之上；所述準直系統(tǒng)設(shè)置于星點板的輸出光路上。 上述標(biāo)準星光模擬器還包括光度計量設(shè)備，所述光譜計量設(shè)備設(shè)置于勻光器上。
上述光度計量設(shè)備是照度計、光電池或光譜輻射度計。
上述星點板上設(shè)置有星點孔，所述星點孔是一個或多個。
上述光源鹵鎢燈或氙燈光源。 上述準直系統(tǒng)是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠光學(xué)系統(tǒng)。 —種含有標(biāo)準星光模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測系統(tǒng)，其特殊之處在于該光學(xué)
檢測系統(tǒng)包括標(biāo)準星光模擬器、載物臺以及光電探測器、光陷阱；所述光電探測器設(shè)置在標(biāo)
準星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺設(shè)置于光電探測器和標(biāo)準星光模擬器之間。 上述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括光陷阱，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)整體置于光陷阱中。 上述載物臺是二維載物臺。 上述光電探測器是高靈敏度光電探測器。 上述光陷阱是黑布、遮光罩或暗箱。 本發(fā)明的優(yōu)點是 1、可大幅擴大模擬星的范圍。本發(fā)明采用可變光闌進行調(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)光量動態(tài)范圍大，提高了模擬星等的范 圍和精度。同時本發(fā)明還采用星點板加準直器，模擬出無窮遠處星光，星點板口徑很小，可 以模擬出極弱光光照度值，并通過外推的方法能使模擬星等數(shù)大大提高?？商鎿Q使用不同 的星點板或小孔，以滿足不同的需要，并可在一塊星點板上開多個星點孔，以實現(xiàn)星圖的模 擬，大幅度的擴大了模擬星的范圍。 2、在極弱光條件下可精確測量標(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，同時配合光度計量設(shè)備，使得出口處光量可精確測量。很好的解決了沒有弱光標(biāo) 準下的測量標(biāo)定問題。 3、測量精度高。本發(fā)明配合標(biāo)準高靈敏度探測器，可以對長焦距光學(xué)系統(tǒng)進行雜 散光PST測試，其測試動態(tài)范圍大，動態(tài)范圍可達IO個量級。通過增加濾光片，使得系統(tǒng)可 進行全色，單色的PST測試，通過更換不同小孔進行交叉定標(biāo)，標(biāo)定精度較高，且受溫度等 環(huán)境因數(shù)影響小，并且可以由計算機方便靈活的管理測量和標(biāo)定過程。


圖1為本發(fā)明所提供標(biāo)準星系統(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)檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準星光模擬器，該標(biāo)準星光模擬器包括光源1、可
4變光闌2、勻光器3、星點板5以及準直系統(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；星點板5設(shè)置在勻光器3之上；準直系統(tǒng)6設(shè)置于 星點板5的輸出光路上。 該標(biāo)準星光模擬器除包括以上器件外還包括光度計量設(shè)備4，光度計量設(shè)備4設(shè) 置于勻光器3某一開口上。 星點板5上可設(shè)置有星點孔，星點孔是一個或多個。 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光學(xué)系統(tǒng)，各種攝影鏡頭。 光源1通過光源系統(tǒng)產(chǎn)生的光通過可變光闌2進入勻光器3，通過調(diào)節(jié)可變光闌 2，使得進光量可變，以實現(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上安裝光度計量設(shè)備4，由于勻光器3內(nèi)光分布均勻，通過光度計量設(shè) 備可測量光特性以及觀測色溫等性能的變化，以提供反饋，同時解決了極弱光情況下標(biāo)定 問題。光經(jīng)過勻光器3出口處的星點板5照射到準直系統(tǒng)6，模擬出無窮遠處星光，微米量 級的星點板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。同時可在星點板5上開多個星點孔，則可實現(xiàn)多星 點圖的模擬。 標(biāo)定方法根據(jù)以下公式 E =〖(一)2.L.T 4 F 其中d為星點孔直徑，F(xiàn)為準直系統(tǒng)6的焦距，L為勻光器3的出口亮度，由光度計 量設(shè)備4完成測量。T為準直系統(tǒng)的光學(xué)透過率。 本發(fā)明在提供一種標(biāo)準星光器模擬器的同時，還提供了 一種含有標(biāo)準星光模擬器 的雜散光PST光學(xué)檢測系統(tǒng)，該光學(xué)檢測系統(tǒng)包括標(biāo)準星光模擬器、載物臺8以及光電探測 器9，光電探測器9設(shè)置在標(biāo)準星光模擬器的輸出光路上；載物臺8設(shè)置于光電探測器9和 標(biāo)準星光模擬器之間。該光學(xué)檢測系統(tǒng)還可以包括光陷阱10以及濾色片7，光學(xué)檢測系統(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)檢測系統(tǒng)中所提到的載物臺是二維載物臺，可以在二維方向作俯仰，水平轉(zhuǎn) 動。 光電探測器9是高靈敏度光電探測器。該高靈敏度光電探測器是最小可探測光功 率應(yīng)小于1. 0X 10—"w/m2的高靈敏度光電探測器。
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)檢測系統(tǒng)在進行PST測試時，首先將待測光學(xué)系 統(tǒng)置于載物臺8上，用較大口徑的小孔替換星點板5，使可變光闌2達全開狀態(tài)，以產(chǎn)生最大 入射光照度。星模擬器出射的光進入被測光學(xué)系統(tǒng)，配以高靈敏度探測器9，既可進行PST 測試，又可在勻光器3出口處增加濾光片7對被測光學(xué)系統(tǒng)在多色或單色光下的雜散光特 性進行測量。
權(quán)利要求
一種標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述標(biāo)準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以及準直系統(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；所述星點板設(shè)置在勻光器之上；所述準直系統(tǒng)設(shè)置于星點板的輸出光路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述標(biāo)準星光模擬器還包括 光度計量設(shè)備，所述光譜計量設(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)準星光模擬器，其特征在于所述光度計量設(shè)備是照度計、 光電池或光譜輻射度計。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述星點板上設(shè)置 有星點孔，所述星點孔是一個或多個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的標(biāo)準星光模擬器，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)準星光模擬器，其特征在于所述準直系統(tǒng)是離軸拋物面 平行光管、折射式平行光管或望遠光學(xué)系統(tǒng)。
7. —種含有權(quán)利要求1所述的標(biāo)準星光模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測系統(tǒng)，其特征在 于所述光學(xué)檢測系統(tǒng)包括標(biāo)準星光模擬器、載物臺以及光電探測器、光陷阱；所述光電探 測器設(shè)置在標(biāo)準星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺設(shè)置于光電探測器和標(biāo)準星光模擬 器之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述光學(xué)檢測系統(tǒng)還包括光 陷阱，所述光學(xué)檢測系統(tǒng)整體置于光陷阱中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述載物臺是二維載物臺。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的標(biāo)準星光模擬器，其特征在于所述光電探測器是 高靈敏度光電探測器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的標(biāo)準星光模擬器，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)準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測系統(tǒng)，該標(biāo)準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以及準直系統(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；星點板設(shè)置在勻光器之上；準直系統(tǒng)設(shè)置于星點板的輸出光路上。本發(fā)明提供了一種可大幅擴大模擬星等的范圍、在極弱光環(huán)境下可精確測量標(biāo)定、測量精度高的標(biāo)準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學(xué)檢測系統(tǒng)。
文檔編號G01C25/00GK101750097SQ200810188560
公開日2010年6月23日 申請日期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 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所