[發明專利]一種可用于空間相機夾角監測的準直光源

有效

• 申請號: 201810072857.2
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108563031B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王偉之;高衛軍;段維宏;王妍;孫世君;宗云花;高凌雁;付強強;賈永丹;于艷波
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G01C1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種可用于空間相機夾角監測的準直光源，由LD激光二極管組件、會聚透鏡組件、適配框、準直組件等組成。LD激光二極管提供發散光源，會聚透鏡組件對發散光進行會聚，準直組件完成對激光束的準直。本發明采用了低膨脹殷鋼材料和零膨脹微晶玻璃作為光學系統的主支撐結構，提高了準直激光光源對外部熱環境的適應能力。本發明具有功耗低、體積小、高穩定等特點，可作為航天光學遙感相機間高精度夾角監測的測量光源。

技術領域

本發明屬于航天光學遙感器技術領域，涉及一種可用于空間相機夾角監測的準直光源。

背景技術

航天測繪是航天光學遙感領域的一個重要方向，為滿足無控制點測繪要求，高分辨率測繪相機、高精度星相機是必須的載荷配置。然而，受地面重力環境、在軌熱環境影響，高精度星相機和高分辨率測繪相機之間的夾角存在系統周期性變化，使得星相機姿態向高分辨率策劃相機的傳遞過程中不可避免的帶來較大的系統誤差，即便經過地面檢校，依然具有較大的殘差。為解決星相機與高分辨率相機之間的夾角監測問題，直接在光學層面建立二者之間關聯是必要的。

目前，準直光源主要應用在投影機、液晶顯示器及激光筆、大口徑光學檢測等領域中，尚無專門針對航天在軌環境使用的參考基準光源，考慮到基準傳遞的精度達到亞秒級，研究可用于相機夾角監測的光源變得十分重要和緊迫。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種可用于空間相機夾角監測的準直光源，可應用于各種空間相機的光軸之間的關聯，提高航天光學遙感相機的姿態確定精度。

本發明的技術方案是：一種可用于空間相機夾角監測的準直光源，包括LD激光二極管組件、會聚透鏡組件、適配框、準直組件；二極管組件與會聚透鏡組件連接，會聚透鏡組件與適配框連接，適配框與準直組件連接；LD激光二級管組件發射出遠場光斑為橢圓形的發散激光束，會聚透鏡組件接收發散激光束進行會聚后，入射至準直組件，準直組件進行孔徑限制形成細束激光后進行準直，形成準直光束。

所述的LD激光二極管組件包括LD激光二極管、二極管套、二極管電路板、二極管電路板緊固件、柔性PCB板、接插件、二極管組件結構框；LD激光二極管頭部固定在二極管套內，管腳與二極管電路板焊接，二極管電路板通過二極管電路板緊固件固定在二極管組件結構框上，柔性PCB板與二極管電路板一體印制，并與接插件連接，接插件固定在二極管組件結構框上；接插件用于提供外部電源接口，通過二極管電路板給LD激光二極管供電，使LD激光二極管發出遠場光斑為橢圓形的發散激光束。

所述的會聚透鏡組件包括會聚透鏡基準座、會聚透鏡壓環、會聚透鏡；會聚透鏡裝在會聚透鏡基準座內，并通過會聚透鏡壓環固定；會聚透鏡組件用于將LD激光二極管發出遠場光斑為橢圓形的發散激光束進行聚束。

所述的準直組件包括光闌、墊片、基準座、準直透鏡、埋件、填膠；光闌、墊片與基準座一端緊密相連，準直透鏡與基準座另一端緊密相連，埋件通過填膠與基準座固定；準直組件用于將經過會聚透鏡組件聚束的激光束進行限束及準直，經過準直透鏡后形成出射平行光。

所述的會聚透鏡基準座、會聚透鏡壓環、適配框均采用低膨脹殷鋼材料制備。

所述墊片、基準座均采用零膨脹微晶玻璃材料制成。

所述的光闌除中心D區域外其余部分涂黑做不透光處理。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

1)本發明為空間相機夾角監測提供了高穩定光源，使得在軌進行高精度的相機夾角監測成為可能。

2)本發明采用零膨脹微晶玻璃作為基準座，極大的降低了在軌熱環境不一致對基準光源光線偏轉的影響，為空間相機間亞秒級的夾角監測精度提供了基礎。

3)本發明采用模塊化設計，具有功耗低、體積小的特點。

附圖說明

圖1是準直激光光源組成圖；