[發明專利]光學系統線性測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110436259.0
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113125125A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 馮國進;許寧;馬宇軒
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明提供一種光學系統線性測量裝置，包括：光源，發射出光束；遮光組件，包括遮光片，所述遮光片圍繞自身以外的轉軸轉動，所述遮光片適于在轉動過程中使所述光束在通過狀態和遮擋狀態之間切換；在所述通過狀態，所述遮光片不影響所述光束通過；在所述遮擋狀態，所述遮光片至少部分遮擋所述光束通過。通過調整遮光片遮擋光束的比例，可以使光束以預定的比例分別到達光學系統。通過獲取不同接收狀態下光學系統的讀數，進而計算光學系統的線性水平。遮光片的結構簡單，對光束的干擾較小，可以應用于光斑較小或者光束能量較低的情況，拓展了光學系統線性測量的覆蓋范圍。

技術領域

本發明涉及光電測量技術領域，特別是涉及一種光學系統線性測量裝置及方法。

背景技術

線性是光學系統的基本性質之一，光學系統的線性主要取決于探測器的線性。當光學系統的響應度恒定時，光學系統的響應度不隨入射光功率的變化而變化，此時光學系統是線性的，任何入射光功率變化引起的響應度變化都被認為是非線性的。線性測量是光輻射度學研究和光電傳感器性能評估不可缺少的環節之一。多數光學系統和測量系統都存在線性問題，一般情況下對一個探測器或者測量系統的定標只能在有限點進行，對于定標點以外的大部分測量區域只能靠探測器或者測量系統的線性來推算。使用時，根據不同的入射光能量與對應的響應度之間的關系來評價光學系統的線性優劣。

現有技術中，線性測量一般基于線性疊加法的原理，常用的有雙光闌法和雙光路法。前者將光束直接照射到雙光闌上，通過控制雙光闌的開閉來進行線性測量，但是光闌中間存在一限位桿，在光斑較小的情況下，測量存在一定的難度，故一般只適用于光斑直徑大于8mm以上的情況，無法測量使用激光作為光源的光學系統的線性。后者通過分束鏡與反射鏡的配合將光分為兩路，分別照射在探測器的表面，光束經過分束鏡和反射鏡后，光束的能量會有一定的損失，在光束能量較低時，對于線性的測量變得十分困難。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種光學系統線性測量裝置，采用遮光片遮擋光束，以疊加的方式對光學系統的線性進行測量，遮光片的干擾較小，可以適用于任何光斑大小和入射光能量(fW到W量級)的情況，拓展了光學系統線性測量的覆蓋范圍。

與此同時，本發明實施例還提供一種光學系統線性測量方法。

根據本發明第一方面實施例提供的光學系統線性測量裝置，包括：

光源，發射出光束；

遮光組件，包括遮光片，所述遮光片圍繞自身以外的轉軸轉動，所述遮光片適于在轉動過程中使所述光束在通過狀態和遮擋狀態之間切換；

在所述通過狀態，所述遮光片不影響所述光束通過；

在所述遮擋狀態，所述遮光片至少部分遮擋所述光束通過。

根據本發明的一個實施例，所述遮光組件包括平行設置于所述光束一側的轉臺以及垂直連接于所述轉臺的所述遮光片，所述轉軸為所述轉臺的轉動中心。

根據本發明的一個實施例，所述光束與所述轉臺的轉動中心相對應。

根據本發明的一個實施例，所述光源與所述遮光組件之間的光束傳輸路徑上設置有光強調節組件。

根據本發明的一個實施例，所述光強調節組件包括沿所述光束傳輸路徑順次設置的第一偏振片和第二偏振片。

根據本發明第二方面實施例提供的光學系統線性測量方法，包括以下步驟：

依次將遮光片轉動至預定的不同位置處，分別獲取光學系統的讀數；

根據所述讀數以及預定算法計算所述光學系統的線性水平。

根據本發明的一個實施例，所述依次將遮光片轉動至預定的不同位置處，分別獲取光學系統的讀數包括：