一種雜散光測量裝置和測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)系統(tǒng)研制過程中的性能測試技術(shù)，具體涉及一種雜散光測量裝置和測量方法，它用于光學(xué)系統(tǒng)的雜散光影響程度的初步測試，以及雜散光影響路徑的定位。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間光學(xué)遙感技術(shù)圖像數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，對空間光學(xué)遙感數(shù)據(jù)的定量化要求越來越高，因此測試空間光學(xué)遙感儀器的光學(xué)系統(tǒng)雜散光的影響程度，對雜散光的傳輸路徑進行定位，是空間光學(xué)遙感儀器的研制過程中必要的一項測試項目。
[0003]國內(nèi)外通用的雜散光測試評價方法為點源透過率測試方法，該方法對測試環(huán)境要求較高，且在測試過程中，要求測試裝置的出射光束尺寸覆蓋光學(xué)系統(tǒng)的入口。當(dāng)光學(xué)遙感儀器的入口尺寸較大時，則要求增大測試裝置的出射光束尺寸，以及測試場地的空間，從而大大增加了測試裝置的研制難度、研制成本以及設(shè)備維護成本，不利于工程應(yīng)用的推廣。
[0004]本發(fā)明針對上述點源透過率測試方法遇到大口徑光學(xué)系統(tǒng)的一些測試問題，提出一種光學(xué)系統(tǒng)入口分區(qū)測試的雜散光測試方法。該測試方法原理簡單，通用各種口徑的光學(xué)系統(tǒng)，且可以直觀定位雜散光一次散射位置路徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出了一種雜散光測量裝置和測量方法，解決大口徑光學(xué)系統(tǒng)的雜散光傳輸路徑定位及雜散光影響程度的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的雜散光測量裝置如圖1所示，它包括激光器和探測器。其中:激光器包括激光器頭部、調(diào)整架兩大部分。激光頭部有測試波段和定位波段兩個波段激光，兩波段的激光共口徑同方向出射，當(dāng)測試波段為可見波段時，激光器的測試波段和定位波段為同一波段，另外可以在激光頭部光束出射前端加設(shè)鎖相裝置來提高測試精度；調(diào)整架具有兩維平動和兩維俯仰，共四維調(diào)節(jié)和鎖定功能。
[0007]激光頭部的測試波段和探測器響應(yīng)波段位于待測光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)注波段范圍內(nèi)，探測器覆蓋激光器的測試波段。
[0008]雜散光測量方法如下:首先對光學(xué)系統(tǒng)入口進行分區(qū)，將孔徑相對較小的激光器放置在光學(xué)系統(tǒng)前端的某子孔徑位置處，調(diào)整激光器出射光束相對光學(xué)系統(tǒng)光軸方向的夾角，并利用置于光學(xué)系統(tǒng)像平面的探測器，探測開啟狀態(tài)下的激光器出射測量波段光束到達像平面的光能量，完成該孔徑位置、該離軸角條件下，雜散光的影響程度的測量，通過孔徑積分可以獲得，該離軸角條件下雜散光影響程度。另外，借助肉眼查看激光出射定位波段光束在光學(xué)系統(tǒng)中的照射位置，對一次散射，甚至二次散射位置進行定位。
[0009]本發(fā)明雜散光測量技術(shù)實施步驟如下:
[0010]1.對待測光學(xué)系統(tǒng)入口進行分區(qū)；
[0011]2.將激光器放置在光學(xué)系統(tǒng)前端的某子孔徑位置處，并調(diào)整激光器出射光束相對光學(xué)系統(tǒng)光軸方向的夾角到預(yù)定角度；
[0012]3.將探測器放置在待測光學(xué)系統(tǒng)的像平面上；
[0013]4.依次開啟激光器測量波段和探測器，探測器對探測開啟狀態(tài)下的激光器出射測量波段光束到達像平面的光能量；
[0014]5.開啟激光器定位波段，肉眼查看激光出射定位波段光束在待測光學(xué)系統(tǒng)中照射位置；
[0015]6.調(diào)整激光器的位置，探測器再次進行激光器出射測量波段的能量探測，直至激光器位置覆蓋待測光學(xué)系統(tǒng)的全入口和關(guān)注的角度范圍。
[0016]其中，第4和5步驟可以順序互換。
[0017]待測光學(xué)系統(tǒng)入口分區(qū)的方法:根據(jù)激光光束口徑和光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，借助于光學(xué)仿真分析結(jié)果進行分區(qū)。當(dāng)激光光束口徑足夠大時，可以采取待測光學(xué)系統(tǒng)入口全覆蓋的分區(qū)方法，即待測光學(xué)系統(tǒng)入口的每個分區(qū)的最大尺度小于激光光束口徑。當(dāng)激光光束口徑遠小于光學(xué)系統(tǒng)入口時，根據(jù)光系統(tǒng)的對稱性，采取全入口分區(qū)取點，由點構(gòu)造全入口網(wǎng)格全覆蓋。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點在于原理簡單，通用各種尺寸口徑的光學(xué)系統(tǒng)，且可以直觀定位雜散光一次散射，甚至二次散射位置路徑。
【附圖說明】
[0019]圖1為雜散光測量光路圖，其中，包括激光器、待測光學(xué)系統(tǒng)、探測器。
[0020]圖2為旋轉(zhuǎn)對稱光學(xué)系統(tǒng)入口分區(qū)示意圖。
[0021]圖3為面對稱光學(xué)系統(tǒng)入口分區(qū)采點示意圖。
【具體實施方式】
[0022]光學(xué)系統(tǒng)雜散光測量光路圖如圖1所示。光學(xué)系統(tǒng)入口分區(qū)根據(jù)激光光束口徑大小和光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式而定，比如對于旋轉(zhuǎn)對稱式光學(xué)結(jié)構(gòu)，采取環(huán)帶分區(qū)，測量過程中，僅對某一半徑方向上的任意環(huán)帶上的小區(qū)域進行測量，參見圖2 ;比如對于面對稱的離軸式光學(xué)系統(tǒng)，且激光光束口徑遠小于光學(xué)系統(tǒng)的入口口徑，采取對稱半入口網(wǎng)格式取點測量的方式，參見圖3。
[0023]測量具體實施方法如下:
[0024]1.根據(jù)激光光束口徑大小和光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計測量孔徑區(qū)域及分布，并對測量孔徑位置進行編號Ni (1:N)，設(shè)計測量角度θ Ηω?:ω2)，設(shè)計測量光路布局圖；
[0025]2.根據(jù)測量光路布局圖，搭建測量光路；
[0026]3.調(diào)節(jié)激光器位于位置I，激光器的傾角ω I ；
[0027]4.開啟激光器和探測器，對激光器測量波段進行數(shù)據(jù)采集，查看激光定位波段光束照射位置，探測器采集時，關(guān)閉激光器定位波段；
[0028]5.保持激光器傾角ω?，調(diào)整激光器位置至下位置，并重復(fù)第“4步”，直至位置N;
[0029]6.調(diào)整激光器傾角Θ i，重復(fù)第“5”步，直至傾角至ω2 ;
[0030]7.測量結(jié)束，進行數(shù)據(jù)處理。
【主權(quán)項】
1.一種雜散光測量裝置，包括激光器和探測器，其特征在于: 所述的激光器包括激光器頭部、調(diào)整架兩大部分，激光頭部有測試波段和定位波段兩個波段激光，兩波段的激光共口徑同方向出射，當(dāng)測試波段為可見波段時，激光器的測試波段和定位波段為同一波段，所述的調(diào)整架具有兩維平動和兩維俯仰，共四維調(diào)節(jié)和鎖定功會K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雜散光測量裝置，其特征在于:在所述的激光頭部光束出射前端設(shè)置提高測試精度的鎖相裝置。
3.一種基于權(quán)利要求1所述一種雜散光測量裝置的雜散光測量方法，其特征在于包括如下步驟: 1).對待測光學(xué)系統(tǒng)入口進行分區(qū)； 2).將激光器放置在光學(xué)系統(tǒng)前端的某子孔徑位置處，并調(diào)整激光器出射光束相對光學(xué)系統(tǒng)光軸方向的夾角到預(yù)定角度； 3).將探測器放置在待測光學(xué)系統(tǒng)的像平面上； 4).依次開啟激光器測量波段和探測器，探測器對探測開啟狀態(tài)下的激光器出射測量波段光束到達像平面的光能量； 5).開啟激光器定位波段，肉眼查看激光出射定位波段光束在待測光學(xué)系統(tǒng)中照射位置； 6).調(diào)整激光器的位置，探測器再次進行激光器出射測量波段的能量探測，直至激光器位置覆蓋待測光學(xué)系統(tǒng)的全入口和關(guān)注的角度范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于權(quán)利要求1所述一種雜散光測量裝置的雜散光測量方法，其特征在于步驟I)中所述的對待測光學(xué)系統(tǒng)入口進行分區(qū)的方法如下:根據(jù)激光光束口徑和光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，借助于光學(xué)仿真分析結(jié)果進行分區(qū)；當(dāng)激光光束口徑足夠大時，可以采取待測光學(xué)系統(tǒng)入口全覆蓋的分區(qū)方法，即待測光學(xué)系統(tǒng)入口的每個分區(qū)的最大尺度小于激光光束口徑。當(dāng)激光光束口徑遠小于光學(xué)系統(tǒng)入口時，根據(jù)光系統(tǒng)的對稱性，采取全入口分區(qū)取點，由點構(gòu)造全入口網(wǎng)格全覆蓋。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雜散光測量裝置和測量方法，測量裝置包括激光器、探測器，激光器有測試波段和定位波段兩個波段光，兩波段光共口徑同方向出射，激光器測量波段和探測器響應(yīng)波段位于待測光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)注波段范圍內(nèi)，探測器覆蓋激光器的測量波段。測量時，首先對光學(xué)系統(tǒng)入口進行分區(qū)，調(diào)整激光器出射光束相對光學(xué)系統(tǒng)光軸方向的夾角，并利用置于光學(xué)系統(tǒng)像平面的探測器，探測開啟狀態(tài)下的激光器出射光束到達像平面的光能量，完成該孔徑位置、該離軸角條件下，雜散光的影響程度的測量，通過孔徑積分獲得該離軸角條件下雜散光影響程度。本發(fā)明的優(yōu)點在于原理簡單，通用各種尺寸口徑的光學(xué)系統(tǒng)，且可以直觀定位雜散光一次散射位置路徑。
【IPC分類】G01M11-00
【公開號】CN104865048
【申請?zhí)枴緾N201510296052
【發(fā)明人】于清華, 孫勝利
【申請人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月2日