[實(shí)用新型]一種動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120206331.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN202133823U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亮;趙建科;周艷;劉峰;胡丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G02B27/28
• 分類號(hào): G02B27/28;G02B27/00;G02B27/30;G01C25/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種動(dòng)態(tài)星模擬器，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

星模擬技術(shù)是研究模擬星體輻照特性及星體間相互位置關(guān)系的一門技術(shù)。應(yīng)用星模擬技術(shù)研制的星模擬器是航天技術(shù)中衛(wèi)星空間環(huán)境模擬試驗(yàn)的主要組成部分，星模擬器用于衛(wèi)星姿態(tài)控制的導(dǎo)航光學(xué)星敏感器地面模擬試驗(yàn)與標(biāo)定。

過去研制的各種星模擬器，主要是以靜態(tài)星模擬器為主，動(dòng)態(tài)星模擬器的目標(biāo)源均以液晶光閥為主。其中靜態(tài)星模動(dòng)態(tài)模擬性能差，不能實(shí)時(shí)模擬不同天區(qū)的星圖變化情況；而動(dòng)態(tài)星模其分辨率低，在有限焦距條件下模擬單星張角大，準(zhǔn)直精度也較低。同時(shí)以往的各種星模擬器都由于視場(chǎng)較小，或者視場(chǎng)大而畸變也偏大，故不能在像面大范圍精確模擬各種天區(qū)的星圖。因此，開展高精度、高分辨率、模擬單星張角小、高可靠性的動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)星模擬器作為課題研究，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種能夠有效的在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)高精度、動(dòng)態(tài)模擬各種天區(qū)星圖的變化的動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)，其特殊之處在于：所述動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)包括光源、PBS(偏振光分光棱鏡)、LCOS(硅基液晶)組、星模擬器平行光光學(xué)系統(tǒng)以及星圖控制及光源控制器；所述光源、PBS以及LCOS組依次設(shè)置于同一光路上；所述PBS與星模擬器平行光光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置于同一光路上；所述星圖控制及光源控制器和LCOS電性連接。

上述LCOS組包括第一LCOS以及第二LCOS；所述光源經(jīng)PBS后分為反射光以及透射光；所述反射光經(jīng)PBS反射后入射至第一LCOS；所述透射光經(jīng)PBS透射后入射至第二LCOS。

上述動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)還包括設(shè)置在PBS與LCOS組之間的1/4波片組。

上述1/4波片組包括第一1/4波片以及第二1/4波片；所述第一1/4波片設(shè)置于PBS與第一LCOS之間；所述第二1/4波片設(shè)置于PBS與第二LCOS之間。

上述動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)還包括偏振片，所述偏振片設(shè)置于光源和PBS之間。

上述星模擬器平行光光學(xué)系統(tǒng)包括第一負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二正透鏡、第三正透鏡、第二負(fù)透鏡、第三負(fù)透鏡、第四正透鏡以及第五正透鏡；所述第一負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二正透鏡、第三正透鏡、第二負(fù)透鏡、第三負(fù)透鏡、第四正透鏡以及第五正透鏡依次設(shè)置于同一光軸上；所述第一負(fù)透鏡設(shè)置于PBS的出射光路上。

上述動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)還包括光闌，所述光闌與第五正透鏡設(shè)置于同一光路上。

上述PBS、第一負(fù)透鏡以及第一正透鏡依次設(shè)置于同一光軸上。

上述光源是均勻光源，一般可采用均勻積分球或LED面均勻發(fā)光體。

上述星圖控制及光源控制器分別是指控制不同天區(qū)星體變化的模擬軟件及星等能量控制的仿真器。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

本實(shí)用新型主要圍繞星模擬技術(shù)開展研究，完成了一種動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；該星模擬器光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，解決了高精度大視場(chǎng)星圖的星間角間距動(dòng)態(tài)模擬難題，為星敏感器在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成大天區(qū)精確動(dòng)態(tài)標(biāo)定奠定了基礎(chǔ)，研究動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)小畸變星模擬器對(duì)衛(wèi)星上姿態(tài)測(cè)量關(guān)鍵部件導(dǎo)航光學(xué)星敏感器的質(zhì)量考核、性能測(cè)試和生產(chǎn)具有重要意義，具體而言，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、可動(dòng)態(tài)模擬星圖。本實(shí)用新型所提供的動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)，利用電動(dòng)可變光闌可以使輸出光能進(jìn)行衰減，模擬不同星等的輻照度，其星等模擬精度高，可實(shí)時(shí)模擬不同天區(qū)星圖的變化情況，具有動(dòng)態(tài)星等模擬的功能。

2、成像質(zhì)量高。本實(shí)用新型所提供的動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)，將原來(lái)的第四塊透鏡，分割成兩塊透鏡，增加了設(shè)計(jì)的變量參數(shù)，進(jìn)而大大提高了光學(xué)系統(tǒng)在大視場(chǎng)、長(zhǎng)焦距的前提下，仍然有很好的成像像質(zhì)。該動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)是一種大視場(chǎng)非對(duì)稱式光學(xué)結(jié)構(gòu)，其像質(zhì)優(yōu)良，畸變小于0.05％，能量中心與主光線位置偏差小于8″，光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直性精度優(yōu)于10″，成像質(zhì)量高。

3、應(yīng)用范圍廣。本實(shí)用新型所提供的動(dòng)態(tài)大視場(chǎng)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)，突破了以往星模擬器模擬星圖范圍小的缺陷，其可在短焦星模擬器中模擬大線視場(chǎng)星圖(焦距90mm)，線視場(chǎng)Φ22mm，并且其質(zhì)量輕、體積小，可與被測(cè)星敏感器連接在一起進(jìn)行各種試驗(yàn)，尤其是在環(huán)境試驗(yàn)中，可配合模擬環(huán)境模擬真實(shí)天區(qū)的變化情況。