CN104581142B - 一种ccd像素位置偏差测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种CCD像素位置偏差测量装置，包括：稳频激光器(1)、分束装置、频率调制器(3)和差频驱动控制器(4)；其中，所述稳频激光器(1)提供频率稳定、功率稳定的激光；所述分束装置将该激光分成两束功率相同或者接近相同的相干激光；两束相干激光分别输入到两台频率调制器(3)中，所述差频驱动控制器(4)控制所述两束相干激光的频差，使得所述两束相干激光经所述频率调制器(3)形成差频相干激光(5)。
Description
技术领域
本发明涉及航天领域，特别涉及一种CCD像素位置偏差测量装置。
背景技术
星敏感器是航天器或者飞行器姿态测量的一种重要仪器，通过测量星像之间的角距来完成星图识别和姿态计算的，而星像的质心定位或者形心定位是决定姿态测量精度的一个关键要素。目前质心定位多采用高斯拟合或者重心计算方法完成，这一过程仅考虑CCD(或APS等其它图像传感器)像素的量子效率和噪声，而没有考虑CCD像素位置的非均匀性，而CCD像素的非均匀性对星像质心定位的精度影响较大，仿真显示，如果精确测量了CCD像素的非均匀性，对星像质心定位精度有几倍到一个数量级的提升。所以如果有办法精确测量CCD像素位置的非均匀性，可以在不增加硬件资源的情况下，使得星敏感器的姿态测量精度有几倍甚至数量级的提升。
在现有技术中尚不存在用于精确测量CCD像素位置偏差的CCD像素位置偏差测量装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中缺乏精确测量CCD像素位置偏差的装置的缺陷，从而提供一种专业的CCD像素位置偏差测量装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种CCD像素位置偏差测量装置，包括：稳频激光器1、分束装置、频率调制器3和差频驱动控制器4；其中，所述稳频激光器1提供频率稳定、功率稳定的激光；所述分束装置将该激光分成两束功率相同或者接近相同的相干激光；两束相干激光分别输入到两台频率调制器3中，所述差频驱动控制器4控制所述两束相干激光的频差，使得所述两束相干激光经所述频率调制器3形成差频相干激光5。
上述技术方案中，所述稳频激光器1的频率稳定性优于2MHz，波长在400nm-1000nm范围内。
上述技术方案中，所述稳频激光器1采用氦氖激光器或半导体激光器实现。
上述技术方案中，所述分束装置为分束光纤2或分束镜。
上述技术方案中，所述分束光纤2采用2×2的单模光纤或1×2的单模光纤，光纤输出的相干激光功率比等于或者接近1：1。
上述技术方案中，所述的频率调制器3采用声光调制器或者光纤拉伸器实现。
上述技术方案中，所述的差频驱动控制器4控制频率调制器3的频差在0-20Hz之间。
本发明的优点在于：
本发明的装置主要利用稳频激光器和差频控制器形成匀速运动的干涉条纹，并且可以方便调节干涉条纹的运动速度、干涉条纹亮度，以及干涉条纹的宽度，适用于各类CCD或者图像传感器的像素位置偏差测量，装置简单，适应性强。
附图说明
图1是本发明的CCD像素位置偏差测量装置的结构示意图。
图面说明
1 稳频激光器 2 分束光纤
3 频率调制器 4 差频驱动控制器
5 差频相干激光 6 CCD相机
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明的CCD像素位置偏差测量装置，包括：稳频激光器1、分束光纤2、频率调制器3和差频驱动控制器4；其中，稳频激光器1提供频率稳定、功率稳定的激光；分束光纤2将激光分成两束功率相同或者接近相同的相干激光；两束相干激光分别输入到两台光纤接口的频率调制器3中，所述差频驱动控制器4控制所述两束相干激光的频差，使得所述两束相干激光经频率调制器3形成差频相干激光5；差频相干激光5形成移动干涉条纹，移动干涉条纹由待测试CCD相机6采集，以用于CCD像素位置偏差计算分析。
下面对CCD像素位置偏差测量装置中的各个部件做进一步的说明。
所述稳频激光器1采用氦氖激光器或半导体激光器，或者其它类激光器实现，其频率稳定性优于2MHz，波长在400nm-1000nm范围内。
所述分束光纤2采用2×2的单模光纤或1×2的单模光纤，光纤输出的相干激光功率比等于或者接近1：1。在另一个实施例中，所述分束光纤2也可采用分束镜替代。
所述的频率调制器3采用声光调制器(AOM)或者光纤拉伸器实现。
所述的差频驱动控制器4控制频率调制器3的频差在0-20Hz之间，在实际操作中可根据待测试CCD相机6选取合适的频差值。所述差频驱动控制器4通过对频差的设置能够控制干涉条纹的移动速度和条纹亮度。
所述的差频相干激光5由单模光纤引出。所述差频相干激光5的间距决定了干涉条纹的宽度。
所述的待测CCD相机6是图像传感器，如CCD、APS或者其它图像传感器。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种CCD像素位置偏差测量装置，其特征在于，包括：稳频激光器(1)、分束装置、频率调制器(3)和差频驱动控制器(4)；其中，所述稳频激光器(1)提供频率稳定、功率稳定的激光；所述分束装置将该激光分成两束功率相同或者接近相同的相干激光；两束相干激光分别输入到两台频率调制器(3)中，所述差频驱动控制器(4)控制所述两束相干激光的频差，使得所述两束相干激光经所述频率调制器(3)形成差频相干激光(5)；
所述稳频激光器(1)的频率稳定性优于2MHz，波长在400nm-1000nm范围内；
所述的差频驱动控制器(4)控制频率调制器(3)的频差在0-20Hz之间。
2.根据权利要求1所述的CCD像素位置偏差测量装置，其特征在于，所述稳频激光器(1)采用氦氖激光器或半导体激光器实现。
3.根据权利要求1所述的CCD像素位置偏差测量装置，其特征在于，所述分束装置为分束光纤(2)或分束镜。
4.根据权利要求3所述的CCD像素位置偏差测量装置，其特征在于，所述分束光纤(2)采用2×2的单模光纤或1×2的单模光纤，光纤输出的相干激光功率比等于或者接近1：1。
5.根据权利要求1所述的CCD像素位置偏差测量装置，其特征在于，所述的频率调制器(3)采用声光调制器或者光纤拉伸器实现。
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