CN102564733A - 紫外像增强器分辨力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外像增强器分辨力测试装置，两个球面反射镜和两个平面反射镜成一条直线放置在底座上，两个平面反射镜分别放置在两个球面反射镜的焦点处，构成同轴反射式光学系统，分辨力靶标放置在该同轴反射式光学系统的焦点处，光源放置在分辨力靶标的后方，毛玻璃位于分辨力靶标和紫外光源之间，像增强器放置在多维调节台上，多维调节台上装有显微镜，可以观察分辨力靶标的荧光屏像；根据测试需要，选择好分辨力靶标，将像增强器移至光学系统的焦面处，即可得到紫外像增强器的分辨力。本发明的外形尺寸和体积小巧，装调方便，并且减小了紫外目标在大气中的传输距离，像差的影响大大减小，在短焦距条件下能获得清晰的图像。

Description

紫外像增强器分辨力测试装置

技术领域

本发明属于紫外像增强器的参数测试领域，特别是一种紫外像增强器的分辨力测试的装置。 

背景技术

在微光夜视技术中，微光像增强器是微光夜视技术的核心器件，是微光夜视器材的性能的决定性因素，也是在制导跟踪和光电对抗以及将来天基武器中必不可少的器件。在民用上也有重要作用，比如指纹识别等。 

像增强器的性能测试和评估技术的研究具有重要意义，分辨力是其中最重要的参数之一。像增强器的分辨力是指把具有一定对比度的标准测试图案聚焦在像管的光阴极面上，用目视方法从荧光屏上每毫米尚能分辨得开的黑白相间等宽矩形条纹的对数，即lp/mm。 

在国外，美国、英国、荷兰和俄罗斯都曾有过相关的性能测试和评估技术的研究报道，但就用于商业使用的仪器而言，由于微光像增强器分辨力测试的专业性很强，其测试仪器大都由像增强器的生产商自行研制。在国内有多家研究单位对像增强器的性能测试技术进行过研究，但所研制的测试仪大都未能实用化。主要是存在两方面的问题： 

第一，传统的微光像增强器测试系统受到工作波段的限制。目前能够透过紫外光的光学材料很少，在0.2μm～0.4μm的光谱范围，最重要的材料为尚矽石和氮化钙。虽然开发了几种玻璃来降低0.4μm以下的吸收，但其使用仍受限、因为在0.3μm都还有吸收。两种此类的玻璃为UBK-7及UK-5。目前紫外透镜的分辨力只能达到40lp/mm，这就限制了对像增强器的分辨力的测试。 

第二，紫外光在大气中具有散射特性。由于大气对紫外线存在严重的散射，导致目标图像在大气中传输后分辨力下降很快。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便快捷的紫外像增强器分辨力测试装置。 

实现本发明目的的技术解决方案为：一种紫外像增强器分辨力测试装置，包括紫外光源、毛玻璃、第一球面反射镜、第二球面反射镜，第一平面反射镜、第二平面反射镜、 反射镜安放支架、旋转靶轮、分辨力靶板、像增强器、多维调节台和底座；第一球面反射镜和第二球面反射镜分别位于底座的两端，反射面相向放置，二者形成一条主光轴；第一平面反射镜放置在第一球面反射镜的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第一球面反射镜的焦点引到主光轴之外；第二平面反射镜位于第二球面反射镜的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第二球面反射镜的焦点引到主光轴之外，两个平面反射镜分别放置在两个球面反射镜的焦点处，构成了本装置的同轴反射式光学系统；分辨力靶板放置在第一球面反射镜的焦点处，分辨力靶板由三种不同对比度的分辨力靶板组成，并均匀排列在旋转靶轮上，通过旋转旋转靶轮可选择不同的靶板来进行分辨力的测量；紫外光源放置在分辨力靶板的后方，毛玻璃位于分辨力靶板和紫外光源之间，以使紫外光源发出的光辐射经过毛玻璃后均匀地照射在分辨力靶板上，像增强器放置在多维调节台上，通过调节多维调节台可精确调整像增强器的位置，从而确保像增强器的阴极面位于第二球面反射镜的焦点上，多维调节台上装有显微镜，通过显微镜来观察荧光屏上分辨力靶板的像，从而得出最后的结果。 

本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明选择短焦距的反射式光学系统，以减小紫外目标在大气中的传输距离；考虑到结构上的制约，光学系统采用球面反射镜与平面反射镜组合的方式实现平行光，构成同轴反射式光学系统；由于采用了同轴式反射系统，像差的影响大大减小，确保在短焦距条件下获得清晰的图像。 

附图说明

图1是本发明紫外像增强器分辨力测试装置的结构原理图，其中，(a)是装置的主视图，(b)是装置的侧视图。 

图2是本发明紫外像增强器分辨力测试装置的分辨率靶板图。 

图3是本发明紫外像增强器分辨力测试装置的平面反射镜的结构图。 

图4是本发明紫外像增强器分辨力测试装置的旋转靶轮图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 

结合图1，本发明紫外像增强器分辨力测试装置，包括紫外光源1、毛玻璃2、第一球面反射镜3、第二球面反射镜4，第一平面反射镜5、第二平面反射镜6、反射镜安放支架7、旋转靶轮8、分辨力靶板9、像增强器10、多维调节台11和底座12；第一球面反射镜3和第二球面反射镜4分别位于底座12的两端，反射面相向放置，二者形成一 条主光轴；第一平面反射镜5放置在第一球面反射镜3的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第一球面反射镜3的焦点引到主光轴之外；第二平面反射镜6位于第二球面反射镜4的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第二球面反射镜4的焦点引到主光轴之外，两个平面反射镜分别放置在两个球面反射镜的焦点处，构成了本装置的同轴反射式光学系统；分辨力靶板9放置在第一球面反射镜3的焦点处，分辨力靶板9由三种不同对比度的分辨力靶板组成，并均匀排列在旋转靶轮8上，通过旋转旋转靶轮8可选择不同的靶板来进行分辨力的测量；紫外光源1放置在分辨力靶板9的后方，毛玻璃2位于分辨力靶板9和紫外光源1之间，以使紫外光源1发出的光辐射经过毛玻璃2后均匀地照射在分辨力靶板9上，像增强器10放置在多维调节台11上，通过调节多维调节台11可精确调整像增强器10的位置，从而确保像增强器10的阴极面位于第二球面反射镜4的焦点上，多维调节台上装有显微镜，通过显微镜来观察荧光屏上分辨力靶板9的像，从而得出最后的结果。 

根据测试需要，旋转旋转靶轮，选择高对比度分辨力靶标，将像增强器移至光学系统的焦面处，即可得到紫外像增强器的分辨力；紫外光源1发出的光线通过毛玻璃2和滤光片2，均匀地照射在分辨力靶标上，通过分辨力靶标后，到达第一平面反射镜5上，然后被反射到第一球面反射镜3上，由于第一平面反射镜5处在第一球面反射镜3的焦点处，经第一球面反射镜3反射的光线以平行光反射出去，光线穿过反射镜安放支架7，为免遮挡光线，反射镜安放支架7选择镂空的支架，反射镜安放支架7用于放置平面反射镜，到第二达球面反射镜4，通过第二球面反射镜4，光线汇聚到第二平面反射镜6上，通过第二平面反射镜6，光线照射到像增强器9上。 

本发明紫外像增强器分辨力测试装置，所述旋转靶轮8是一个直径范围在30cm～35cm之间的齿轮，其上设有把手与外部相连，旋转把手即可转动旋转靶轮8来选择需要的分辨力靶板9，旋转靶轮8分共有3个以上个圆孔可安装分辨力靶板9。 

本发明紫外像增强器分辨力测试装置，所述平面反射镜的反射面是圆柱形玻璃的横截面，反射面与主光轴成45°角。 

本发明紫外像增强器分辨力测试装置，本装置使用的第一平面反射镜5和第二平面反射镜6在能保证成像视场的情况下应该尽量要小，以免遮挡过多的光线而影响测试效果，本装置中平面镜的直径范围是15mm-20mm。 

本发明紫外像增强器分辨力测试装置，本装置中使用的球面反射镜的焦距要选择合 适的大小，如果焦距太大，光程就会变长，从而像差会变大；如果焦距太小，视场会不够；所以第一球面镜反射镜的焦距范围是60mm-70mm，第二球面反射镜4的焦距范围是35mm-45mm。 

本发明紫外像增强器分辨力测试装置光学系统采用的是反射元件构成的光学系统，不产生任何色差，而且在紫外的光谱范围内反射元件能具有高的反射率，特别有利于满足本系统的紫外测试。本发明装置的反射系统可使光路折叠，在技术指标相同的情况下，其外形尺寸和体积要比透镜系统小很多；本发明采用了球面反射镜和平面反射镜组成的同轴光学系统。由于主镜是球面反射镜，对轴上无穷远点无像差，像质只受衍射限制；平面镜放置在球面反射镜的焦点附近，并且与主光轴成45°角。焦点被引到光轴之外，装调也更加方便。 

下面对本发明的使用方法作进一步详细说明。 

首先，打开高压电源，给像增强器和紫外光源接上电源。紫外光源1发出的光辐射经过毛玻璃2后均匀地照射在分辨力靶板9上，然后光源进入了反射同轴光学系统。光线照射到第一平面反射镜5，经过第一平面反射镜5反射到第一球面反射镜3上，由于平面镜放置在球面镜的焦点处，所以经球面镜反射的紫外光线是平行光，平行光照射到第二球面镜4，经过第二球面镜4的反射，光线到达出于第二球面镜4焦点的第二平面镜，经过第二平面镜的反射，紫外光线离开同轴式反射光学系统，照射到紫外像增强器10上，在像增强器10阴极面上呈现测试所需要的图像。 

用显微镜观察图像，如果图像不清晰，调节多维调节台11，使像增强器10处于同轴球面反射镜次镜和平面反射镜构成的光学系统的焦面处，直至目镜能够清晰观察荧光屏，表明紫外像增强器阴极面已处于光学系统的焦点上，此时通过目镜能够分辨的最小线对数即为紫外像增强器的分辨力。多维调节台11带有刻度标尺，可以确定像管的移动距离。 

如果图像不清晰，达不到测试的要求，需要调节光学系统中反射镜的位置。每个反射镜的下方都有两个旋钮，可以转动旋钮来调节每个反射镜的水平位置和俯仰，直到视野中出现清晰的像。 

光学系统一般都已调好，不要轻易调节，如果出现分辨力图像发生变形、出现像差等情况，可对光学系统作适当微调。 

在像增强器分辨力测试时采用USAF1951分辨力板。测试应在暗室中进行。根据测 试需要，旋转旋转靶轮8，选择适当的对比度分辨力靶板9。 

利用此装置对西安205所生产的微光像增强器分辨力进行测量，测量结果符合实际实验结果。 

Claims (5)

1.一种紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：包括紫外光源[1]、毛玻璃[2]、第一球面反射镜[3]、第二球面反射镜[4]，第一平面反射镜[5]、第二平面反射镜[6]、反射镜安放支架[7]、旋转靶轮[8]、分辨力靶板[9]、像增强器[10]、多维调节台[11]和底座[12]；第一球面反射镜[3]和第二球面反射镜[4]分别位于底座[12]的两端，反射面相向放置，二者形成一条主光轴；第一平面反射镜[5]放置在第一球面反射镜[3]的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第一球面反射镜[3]的焦点引到主光轴之外；第二平面反射镜[6]位于第二球面反射镜[4]的焦点处，镜面与主光轴成45°角，从而将第二球面反射镜[4]的焦点引到主光轴之外，两个平面反射镜分别放置在两个球面反射镜的焦点处，构成了本装置的同轴反射式光学系统；分辨力靶板[9]放置在第一球面反射镜[3]的焦点处，分辨力靶板[9]由三种不同对比度的分辨力靶板组成，并均匀排列在旋转靶轮[8]上，通过旋转旋转靶轮[8]可选择不同的靶板来进行分辨力的测量；紫外光源[1]放置在分辨力靶板[9]的后方，毛玻璃[2]位于分辨力靶板[9]和紫外光源[1]之间，以使紫外光源[1]发出的光辐射经过毛玻璃[2]后均匀地照射在分辨力靶板[9]上，像增强器[10]放置在多维调节台[11]上，通过调节多维调节台[11]可精确调整像增强器[10]的位置，从而确保像增强器[10]的阴极面位于第二球面反射镜[4]的焦点上，多维调节台上装有显微镜，通过显微镜来观察荧光屏上分辨力靶板[9]的像，从而得出最后的结果。

2.根据权利要求1所述的紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：所述旋转靶轮[8]是一个直径范围在30cm～35cm之间的齿轮，其上设有把手与外部相连，旋转把手即可转动旋转靶轮[8]来选择需要的分辨力靶板[9]，旋转靶轮[8]分共有3个以上个圆孔可安装分辨力靶板[9]。

3.根据权利要求1所述的紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：所述反射镜安放支架[7]是镂空的支架。

4.根据权利要求1所述的紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：所述平面反射镜的反射面是圆柱形玻璃的横截面，反射面与主光轴成45°角。

5.根据权利要求1所述的紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：所述第一平面反射镜[5]和第二平面反射镜[6]的直径范围是15mm-20mm。

根据权利要求1所述的紫外像增强器分辨力测试装置，其特征在于：所述第一球面镜反射镜[3]的焦距范围是60mm-70mm，第二球面反射镜[4]的焦距范围是35mm-45mm。

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