[實用新型]一種點源透過率測試系統

有效

• 申請號: 201921878539.1
• 申請日: 2019-11-04
• 公開（公告）號: CN211147990U
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 李朝輝;趙建科;徐亮;劉峰;張璽斌;李曉輝;午建軍;劉勇;毛振
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本實用新型屬于光學系統雜散光測試領域，涉及一種點源透過率測試系統，以解決PST測試精度受雜光影響的問題。包括光源、平行光管及測試腔體，還包括設置在平行光管出光口與測試腔體入光口之間的可變光闌裝置；可根據被測相機口徑以及測試角度選擇合適的光闌大小，以屏蔽測試孔徑之外的入射光柱，減少雜光輻射量，同時設計用于點源透過率測試的雙球型腔體，其橫豎截面與雙圓柱型腔體相同，該腔體結構的截面在方位和俯仰上同時兼顧雙圓柱型腔體的消光優點，使得相機測試角度為非水平方向時，腔體內壁反射光線經過多次反射后，能夠進入到相機內部的雜光幾乎可以忽略向完全不受限，保證雜光測試的順利進行。

技術領域

本實用新型屬于光學系統雜散光測試領域，涉及一種用于光學系統點源透過率測試系統，可有效屏蔽點源透過率測試過程中的環境雜散光以及屏蔽測試孔徑之外的入射光柱，減少雜光輻射量。

背景技術

空間光學系統在軌工作時，受到來自太陽直射、地球漫反射等雜散光源的影響，因此在投入運行之前，必須在地面上對其進行雜光測試以評估其雜光抑制能力，點源透過率(PST)是目前常用的評價指標。

圖1為點源透過率測試光路原理圖，平行光束入射到相機進光口時，在相機探測面上得到的信號除了經過相機本身雜光抑制衰減之后的能量(即反映被測相機本身雜光抑制能力，也是我們需要探測的能量)，還疊加了一層由于其他途徑進入相機的噪聲能量，這些途徑包括：(1)光源照射或散射到實驗室墻壁以及地面引起的反射；(2)相機遮光罩外壁被平行光照射后引起的二次反射；(3)空氣微粒引起的散射。

通過以上途徑進入相機的能量我們稱之為噪聲，這些噪聲在像面上的疊加降低了測試信噪比，影響PST測試精度及測試閾值，因此必須采取措施予以抑制。對于途徑(1)和(2)引起的噪聲，通常是將被測相機放置在一獨立的測試腔體內，以屏蔽外界環境中的反射光；對于途徑(3)引起的噪聲，通過提高空氣潔凈度來減小。

目前最先進的測試腔體為雙圓柱型結構，該結構具體公開在申請號為2017113524719的專利中。其結構如圖2所示，腔體內壁材料使用具有高吸收率(優于95％)和低散射率(低于1％)的亞克力板，該結構兩個對稱的內壁分別對應兩個不同的圓心C1和C2，兩圓心分開一定距離，相機置于二者中間，如果一束雜散光線經過或靠近其中一個圓心C1，則經C1圓柱內壁反射后到達對面的內壁，由于C1和C2不重合，則二次反射光線肯定不會按原路返回，經過多次反射后，能夠進入到相機內部的雜光幾乎可以忽略。

然而，雙圓柱型腔體結構在被測相機測試角度為方位水平方向進行時，可以有效抑制背景雜光，在被測相機進行俯仰角度的測試時，一次反射的雜散光線仍然存在很大幾率直接進入到相機入瞳，因為在雙圓柱型腔體的俯仰截面并不滿足前述兩離心圓的幾何消雜光原理，因此使用雙圓柱型腔體測試時，相機僅僅只能保證在方位方向進行偏轉角度下的PST測量(方位方向是：以圖1中圖紙平面的法線為旋轉軸，方位方向位于圖紙平面，與法線垂直，即被測相機由圖1中的實線轉到虛線，轉動方向即為方位方向)，俯仰或者其余方向的測量則無法兼顧，對于光軸對稱設計的相機而言，僅僅進行方位方向的PST測量已經足夠，雙圓柱型腔體完全可以滿足需求，但是對于光軸非對稱設計的相機而言，雙圓柱型腔體在測試上仍然有局限性。

且在工程應用中，實際進入到測試腔體的激光光柱尺寸主要由平行光管出瞳口徑決定，同時通過測試腔進光口進入的激光能量柱由于在尺寸上必須完全覆蓋被測相機的口徑，因此被測相機在測試腔體內接收到的能量除了經過相機遮光罩本身衰減后進入的部分之外，還包括入射能量柱多余部分在腔體內反射進入相機的能量，這部分能量的產生，會降低PST測試的閾值，給正常測試造成干擾，使得測試值永遠比實際值大，另外由于PST測試需要測試不同角度的數值，隨著相機的轉動，在大角度測試時相機入瞳截面為橢圓形狀，此時入射能量柱的多余部分面積更大，對相機PST數值的影響也越大，尤其是在瑞利散射量級的PST測試(10^-8量級)時，入射能量柱的多余部分對系統PST測試的影響是顛覆性的。

實用新型內容