[發(fā)明專利]一種基于合束棱鏡與擴(kuò)束場鏡的多通道目標(biāo)模擬系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410714985.4
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105717651B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康為民;郭鑫民
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱新光光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于合束棱鏡與擴(kuò)束場鏡的多通道目標(biāo)模擬系統(tǒng)，屬于光學(xué)模擬仿真與測試技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有的合束方法能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長的光束合束，但不能對相同波長的光束進(jìn)行合束。本發(fā)明由光學(xué)耦合系統(tǒng)（1）、目標(biāo)子通道（2）、合束棱鏡（3）組成，其中合束棱鏡采用六棱錐結(jié)構(gòu)形式，有6個(gè)反射面，能夠?qū)?個(gè)目標(biāo)子通道內(nèi)的目標(biāo)光束進(jìn)行合束；所述光學(xué)耦合系統(tǒng)包含一個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)擴(kuò)束場鏡（4），其通過光刻的方式在元件表面刻蝕一定數(shù)目的陣列微透鏡，可以實(shí)現(xiàn)光束的擴(kuò)束功能。應(yīng)用本發(fā)明可以在同一個(gè)視場內(nèi)模擬出多個(gè)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)及干擾點(diǎn)源，實(shí)現(xiàn)對跟瞄光學(xué)成像系統(tǒng)的跟蹤精度及抗干擾跟蹤能力進(jìn)行測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)模擬仿真與測試技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于合束棱鏡與擴(kuò)束場鏡的多通道目標(biāo)模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著半實(shí)物仿真技術(shù)的發(fā)展，要求目標(biāo)模擬器能夠提供更逼真的場景和目標(biāo)圖像。但是，實(shí)際的場景不只包含目標(biāo)，還包含與目標(biāo)相似的干擾目標(biāo)，這就要求目標(biāo)模擬器能夠同時(shí)模擬目標(biāo)及干擾點(diǎn)源，并將多個(gè)目標(biāo)復(fù)合在一起，在同一個(gè)視場中共口徑輸出。

現(xiàn)有的光束合束方法如圖1所示，將具有不同波長的兩束光利用由兩個(gè)直角棱鏡膠合而成的合束棱鏡進(jìn)行合束，其中一束光在合束棱鏡分界面完全透過，另一束光在分界面完全反射，從而實(shí)現(xiàn)兩束光束的合束功能。但由于該合束棱鏡無法對具有相同波長的兩束光同時(shí)實(shí)現(xiàn)全反和全透，因此，這種方法不能對具有相同波長的兩束光進(jìn)行合束。中國專利公開號CN 1O3486906 A，公開日2014年01月01日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為“一種激光、紅外點(diǎn)源和紅外成像的復(fù)合目標(biāo)模擬器”，該復(fù)合目標(biāo)模擬器包括目標(biāo)耦合器件、紅外成像通道、紅外點(diǎn)源通道和激光通道，其中多個(gè)紅外點(diǎn)源通道和一個(gè)激光通道以紅外成像通道為中心圓周均布。每一個(gè)通道內(nèi)的目標(biāo)光束經(jīng)反射鏡反射至耦合器件的漫反射面上，漫反射后的光束會(huì)向各個(gè)方向傳播，但總會(huì)有一部分光束沿著光學(xué)成像系統(tǒng)的軸向傳播，因此經(jīng)過漫反射面的反射后可將不同通道內(nèi)入射的多個(gè)目標(biāo)（含干擾目標(biāo)）的光束耦合在一起，從而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)耦合。但是采用漫反射方式進(jìn)行合束存在能量損失嚴(yán)重、雜散光過多等問題，同時(shí)還會(huì)帶來成像目標(biāo)與背景照度降低、對比度較差等問題，因此很難提供逼真、清晰的場景及復(fù)合目標(biāo)圖像。由此來看，現(xiàn)有技術(shù)尚未很好地解決多目標(biāo)的復(fù)合成像問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于合束棱鏡與擴(kuò)束場鏡的多通道目標(biāo)模擬系統(tǒng)，可以將多個(gè)目標(biāo)子通道內(nèi)的點(diǎn)源目標(biāo)在同一個(gè)視場范圍內(nèi)復(fù)合成像，從而實(shí)現(xiàn)了對跟瞄光學(xué)成像系統(tǒng)跟蹤精度及抗干擾跟蹤能力的測試。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

基于合束棱鏡與擴(kuò)束場鏡的多通道目標(biāo)模擬系統(tǒng)包括光學(xué)耦合系統(tǒng)（1）、合束棱鏡（3）和目標(biāo)子通道（2）；所述合束棱鏡采用六棱錐結(jié)構(gòu)形式，有六個(gè)反射面，能夠?qū)?個(gè)目標(biāo)子通道內(nèi)的光束進(jìn)行合束；所述光學(xué)耦合系統(tǒng)由鏡組1（5）、光學(xué)微結(jié)構(gòu)擴(kuò)束場鏡（4）和鏡組2（6）構(gòu)成，其中光學(xué)微結(jié)構(gòu)擴(kuò)束場鏡在元件表面刻蝕一定數(shù)目的陣列微透鏡。

所述合束棱鏡，每個(gè)反射面都鍍有高反射率的反射膜層，并且合束棱鏡放在光學(xué)耦合系統(tǒng)的入瞳位置，該位置同時(shí)也是目標(biāo)子通道的出瞳位置。

所述光學(xué)微結(jié)構(gòu)擴(kuò)束場鏡放在鏡組2的像方焦面位置。

現(xiàn)有的合束方法能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長的光束合束，但不能對相同波長的光束進(jìn)行合束。本發(fā)明的有益效果是：

（1）合束棱鏡采用六棱錐結(jié)構(gòu)形式，有六個(gè)反射面，能夠同時(shí)對6個(gè)目標(biāo)子通道內(nèi)的目標(biāo)光束進(jìn)行合束；

（2）光學(xué)微結(jié)構(gòu)擴(kuò)束場鏡通過光刻方式在元件表面刻蝕一定數(shù)目的陣列微透鏡，且每個(gè)微透鏡擴(kuò)束倍率一致，這樣可使每個(gè)目標(biāo)子通道內(nèi)的目標(biāo)光束在經(jīng)過擴(kuò)束場鏡后都會(huì)充滿光學(xué)耦合系統(tǒng)的整個(gè)出瞳，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)及干擾點(diǎn)源的復(fù)合模擬；

（3）合束過程中能量損失小，雜散光少，能夠提供逼真、清晰的復(fù)合目標(biāo)圖像。

附圖說明