[發(fā)明專利]一種分口徑光軸校準(zhǔn)裝置、方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111167029.5
• 申請(qǐng)日: 2021-10-01
• 公開（公告）號(hào): CN114088350B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金辰杰;潘枝峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航洛陽光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 西安凱多思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

本發(fā)明一種分口徑光軸校準(zhǔn)裝置、方法及應(yīng)用，屬于光電探測(cè)系統(tǒng)光軸校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域；包括拋物鏡、次鏡、靶板和復(fù)合光源，拋物鏡和次鏡采用離軸設(shè)計(jì)，并通過結(jié)構(gòu)支撐件固定，共同組成校軸裝置的光學(xué)光管；靶板位于光學(xué)鏡頭焦面位置，復(fù)合光源位于靶板后，緊貼靶板設(shè)置。靶板通過其表面的激光紅外光學(xué)轉(zhuǎn)換材料實(shí)現(xiàn)吸收和轉(zhuǎn)化，形成紅外可觀測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)；并在靶板中心雕刻圓形通孔，圓孔周圍雕刻滿天星或四桿靶圖案，作為校軸裝置基準(zhǔn)；能夠?qū)す庀癜哌M(jìn)行勻化，減小光束質(zhì)量差造成的光軸一致性校準(zhǔn)偏差；本發(fā)明的雙離軸共面光學(xué)設(shè)計(jì)，裝調(diào)簡易。具備小型化、輕量化特點(diǎn)，可滿足光電載荷平臺(tái)在線校軸和維護(hù)地面校準(zhǔn)的使用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電探測(cè)系統(tǒng)光軸校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分口徑光軸校準(zhǔn)裝置、方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著光電探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，激光測(cè)距和紅外成像等多功能集成的光電探測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在各種現(xiàn)代化武器裝備平臺(tái)。如機(jī)載光電雷達(dá)、光電吊艙、車載光電瞄準(zhǔn)裝備等。在現(xiàn)代軍用光電武器裝備中，一般都包含有紅外、激光等多個(gè)光學(xué)通道，能夠完成對(duì)目標(biāo)的搜索、探測(cè)、識(shí)別、觀察、瞄準(zhǔn)和激光照射等功能。在軍事應(yīng)用中由于溫度變化，平臺(tái)振動(dòng)等因素的影響，光電探測(cè)系統(tǒng)的各光學(xué)通道瞄準(zhǔn)線會(huì)產(chǎn)生變化，引起光軸偏差和瞄準(zhǔn)誤差。因此，不僅需要在地面維護(hù)過程中對(duì)光軸一致性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)需要在平臺(tái)使用過程實(shí)時(shí)進(jìn)行光軸一致性校準(zhǔn)。

光電探測(cè)設(shè)備往往包含多個(gè)分立的光學(xué)通道，例如美國L-3Wescam公司MX系列光電產(chǎn)品、以色列Spectro XR光電轉(zhuǎn)塔等等，同時(shí)對(duì)各光學(xué)通道光軸校準(zhǔn)存在一定困難，所需的校軸裝置體積巨大，很難隨平臺(tái)實(shí)時(shí)工作。如何以小的體積代價(jià)實(shí)現(xiàn)分立口徑的光軸校準(zhǔn)是目前面臨的首要難題。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種分口徑光軸校準(zhǔn)裝置、方法及應(yīng)用，裝置中的拋物鏡和次鏡采用離軸設(shè)計(jì)，共同組成校軸裝置的光學(xué)光管；復(fù)合光源設(shè)置于靶板后端面，作為校軸系統(tǒng)的光源；具備校準(zhǔn)精度高、全波段、小型化、易裝調(diào)、消熱差等特點(diǎn)，是光電探測(cè)設(shè)備地面維護(hù)和平臺(tái)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的有效途徑。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種分口徑光軸校準(zhǔn)裝置，其特征在于：包括拋物鏡1、次鏡2、靶板3和復(fù)合光源4，所述拋物鏡1和次鏡2采用離軸設(shè)計(jì)，并通過結(jié)構(gòu)支撐件固定，共同組成校軸裝置的光學(xué)光管；靶板3位于光學(xué)鏡頭焦面位置，復(fù)合光源4位于靶板3后，緊貼靶板3設(shè)置。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述次鏡2不得遮擋位于其兩側(cè)的被測(cè)光電產(chǎn)品的光學(xué)口徑。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述拋物鏡1、次鏡2與其結(jié)構(gòu)支撐件為相同金屬材料。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述靶板3作為測(cè)試系統(tǒng)基準(zhǔn)，采用圓形或方形的薄金屬片，厚度≤3mm；其表面噴涂激光紅外光學(xué)轉(zhuǎn)換材料，能夠?qū)⒓す庹丈涞哪芰窟M(jìn)行吸收轉(zhuǎn)換，形成紅外可觀測(cè)的點(diǎn)圓像；

所述靶板3中心雕刻圓形通孔，作為校軸裝置的零位基準(zhǔn)；通孔直徑D尺寸區(qū)間需滿足:

其中，f_校軸裝置為校軸裝置光學(xué)焦距，f_{被測(cè)產(chǎn)品}被測(cè)產(chǎn)品紅外光學(xué)焦距，M為被測(cè)產(chǎn)品紅外探測(cè)器像元尺寸。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述靶板3的最優(yōu)厚度為1±0.3mm。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述激光紅外光學(xué)轉(zhuǎn)換材料為是酚醛樹脂或聚酰亞胺。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述靶板3的圓孔周圍雕刻滿天星或四桿靶圖案，用于被測(cè)產(chǎn)品與校軸裝置的粗對(duì)準(zhǔn)。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述復(fù)合光源4具備熱致發(fā)光功能，能夠輻射0.4μm-14μm寬譜光波；作為校軸系統(tǒng)的光源，通過照射所述靶板3形成點(diǎn)像或滿天星、四桿靶圖案，作為校軸裝置基準(zhǔn)。