[發(fā)明專利]一種用于光學傳遞函數(shù)測量的光譜目標發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110206997.2
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102288391A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳新華;周建康;陳宇恒;季軼群;沈為民
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學;陳新華
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G02B27/09;G02B27/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于光學傳遞函數(shù)測量的光譜目標發(fā)生器。

背景技術(shù)

光學傳遞函數(shù)反映了光學系統(tǒng)或光電系統(tǒng)的頻率響應特性，是定量評價光學系統(tǒng)或光電系統(tǒng)成像質(zhì)量的重要性能指標，廣泛用于光電成像系統(tǒng)設(shè)計和研制過程中光學系統(tǒng)和光電系統(tǒng)的性能評價。

光學傳遞函數(shù)的主要測量方法有：掃描法、自相關(guān)法和頻譜比較法等。其中掃描法是最常用的測量方法，目前商用的光學傳遞函數(shù)測量儀器幾乎都采用掃描法測量。基于掃描法的光學傳遞函數(shù)測量儀器主要由目標發(fā)生器、像分析儀和控制處理系統(tǒng)等部分組成。其中目標發(fā)生器用于產(chǎn)生測量所需的針孔、狹縫等目標。這些目標具有特殊的空間特征分布，并滿足光學傳遞函數(shù)測量時的物距要求和目標光譜特性要求。物距要求可以通過兩種方法實現(xiàn)：一是移動目標發(fā)生器，改變其與待測光學系統(tǒng)之間的距離；二是采用光學組件將目標發(fā)生器的靶標成像到指定的物距。

要滿足測試目標光譜特性要求，則要求目標發(fā)生器中靶標的照明光光譜特性與測試要求光譜特性相同。通常，目標發(fā)生器中的光源采用鹵鎢燈等寬波段光源，其光譜特性往往不滿足光學傳遞函數(shù)測量時目標光譜特性的要求，通常在鹵鎢燈等光源前放置濾光片實現(xiàn)測量所需的目標光譜特性。

一種典型的光學傳遞函數(shù)測量用目標發(fā)生器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示。照明光源1為鹵鎢燈，準直透鏡2用于準直光束，準直光束通過濾光片3后，經(jīng)會聚透鏡4會聚至靶標5上，擴束物鏡6用于增加出射光束的擴散角。該光學傳遞函數(shù)測量用目標發(fā)生器對于要產(chǎn)生具有不同光譜分布特性的測量目標，需要更換不同的濾光片。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，通用性強，測試速度快、效率高的光學傳遞函數(shù)測試用光譜可控目標發(fā)生器，用于產(chǎn)生光學傳遞函數(shù)測試目標，該測試目標的照明光的光譜分布可根據(jù)測試光譜要求進行調(diào)節(jié)。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種用于光學傳遞函數(shù)測試的光譜目標發(fā)生器，包括照明光源、測試靶標、擴束物鏡、光譜控制組件和積分球；光譜控制組件對照明光源發(fā)出的寬波段光源的光譜組成及各組分的強度進行控制后，調(diào)整各單色光的強度在整個光譜分布范圍內(nèi)的權(quán)重，輸出一系列不同波長的單色照明光，滿足光學傳遞函數(shù)的測試光譜要求；光譜控制組件的輸出光入射至積分球的入口處，積分球?qū)⒔邮盏降母鲉紊饣旌铣蓮蜕猓煞e分球的出射口輸出，將針孔或狹縫式的測試靶標照明；測試靶標發(fā)出的光束經(jīng)擴束物鏡，增加其輸出光束的擴散角，從而得到滿足光學傳遞函數(shù)測試光譜要求的測試目標光束。

本發(fā)明所述的一種光譜控制組件，其結(jié)構(gòu)包括準直透鏡、組合窄帶濾光片、液晶空間光調(diào)制器及會聚透鏡；準直透鏡將照明光源發(fā)出的光準直成寬波段平行光輸出至組合窄帶濾光片，組合窄帶濾光片與液晶空間光調(diào)制器的前表面緊密貼合；寬波段平行光經(jīng)過組合窄帶濾光片后，輸出不同波長的單色平行光至液晶空間光調(diào)制器上；會聚透鏡將液晶空間光調(diào)制器的出射光會聚至積分球的入口處。所述的組合窄帶濾光片由不同透過波長的n個矩形窄帶濾光單元組成，n為正整數(shù)；寬波段平行光經(jīng)過組合窄帶濾光片后出射n束不同波長的單色平行光，各單色平行光的空間分布與組合窄帶濾光片上的矩形區(qū)域相對應。所述的液晶空間光調(diào)制器上的像元分割成n個區(qū)域，n為正整數(shù)；每個區(qū)域與組合窄帶濾光片上的窄帶濾光單元對應。

本發(fā)明所述的另一種光譜控制組件，其結(jié)構(gòu)包括前會聚透鏡、光譜分光系統(tǒng)、液晶空間光調(diào)制器及后會聚透鏡；前會聚透鏡將照明光源發(fā)出的光會聚至光譜分光系統(tǒng)的入射狹縫處，經(jīng)過分光后，光譜分光系統(tǒng)將不同波長的各單色光會聚在它的輸出面上，各單色光的聚焦位置按波長依次連續(xù)排布；液晶空間光調(diào)制器位于光譜分光系統(tǒng)的輸出面處；液晶空間光調(diào)制器的出射光經(jīng)后會聚透鏡會聚至積分球的入口處。

液晶空間光調(diào)制器像元矩陣的行方向平行于光譜分光系統(tǒng)輸出面上的光譜排布方向，液晶空間光調(diào)制器的每一列對應于光譜分光系統(tǒng)輸出的不同波長單色光的輸出位置。

本發(fā)明所述的液晶空間光調(diào)制器還包括控制模塊，控制模塊輸出信號控制液晶空間光調(diào)制器上像元的透過率，改變各單色光的出射光強，調(diào)整各單色光能量占總出射光能量的權(quán)重。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、目標發(fā)生器能夠根據(jù)光學傳遞函數(shù)測試光譜要求，調(diào)節(jié)目標照明光源的光譜特性，產(chǎn)生滿足要求的測試目標。

2、采用光譜控制組件對目標發(fā)生器光源發(fā)出的照明光光譜進行控制，具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方法簡單、測試速度快等優(yōu)點。

3、采用積分球?qū)崿F(xiàn)多束單色光復合成復色光輸出，輸出光強均勻。