CN108507687A - 一种红外哈特曼波前传感器 - Google Patents

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李宏壮
王建立
徐蓉
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Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01J2009/002—Wavefront phase distribution

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种红外哈特曼波前传感器，所述传感器包括：内层杜瓦和外层杜瓦，该内层杜瓦位于外层杜瓦内，该内层杜瓦内部设置有：准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列，该准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列的中心连线为直线，且该直线穿过该视场光阑；该内层杜瓦为低温杜瓦。本发明提供的技术方案具有实现哈特曼传感器的高性能的优点。

Description

一种红外哈特曼波前传感器
技术领域
本发明属于自适应光学技术领域，具体涉及一种红外哈特曼波前传感器。
背景技术
哈特曼传感器是一种通过测量波前斜率来获得波前相位信息的光学测量设备，是自适应光学、主动光学、激光传输等领域中最重要的核心器件。
在自适应系统中，通过哈特曼传感器实时测量大气扰动，并反馈给相位补偿元件，从而实现系统波前的实时补偿，以使望远镜达到衍射极限的成像质量。由于红外波段1～3um，3～5um，和8～12um是大气窗口，具有良好的大气透过率，同时又具有较低的天光背景辐射，因此红外波段自适应技术的研究也具有重要意义。然而在红外波段的高性能波前传感器研制具有尚具有很大困难，由于红外波段系统相比于可见光波段，易受到视场外红外热辐射、光机结构自身热辐射的影响，因此高性能的红外设备必须采用制冷型探测器，使光学系统的出瞳与相机的冷阑达到100％的匹配。
然而对于哈特曼传感器的光学系统，是对于各个子孔径单独成像获得点斑，即相当于多个通道成像，因此无法实现各个出瞳与相机冷阑的匹配，无法获得高的波前探测性能。
发明内容
本申请提供一种基于冷光学技术的红外哈特曼波前传感器。可以实现哈特曼传感器的高性能的优点。
第一方面，提供一种红外哈特曼波前传感器，所述传感器包括：内层杜瓦和外层杜瓦，该内层杜瓦位于外层杜瓦内，该内层杜瓦内部设置有：准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列，该准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列的中心连线为直线，且该直线穿过该视场光阑；该内层杜瓦为低温杜瓦。
本发明提出采用冷光学技术，将哈特曼传感器的光学准直透镜、微透镜、带通滤光片、及红外焦平面阵列集成到真空低温杜瓦内，实现哈特曼传感器的高性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种哈特曼传感器的光学系统的结构图。
图2为本发明提供的基于冷光学技术的红外哈特曼波前传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在第一方面提供的传感器中，所述低温杜瓦为温度低于100K。
在第一方面提供的传感器中，所述低温杜瓦通过制冷机进行制冷，并通过冷指将冷量传递至所述低温杜瓦。
在第一方面提供的传感器中，所述低温杜瓦为真空防辐射结构。
在第一方面提供的传感器中，所述准直透镜前的焦点位置位于所述低温杜瓦内部。
参阅图1，其是传统红外哈特曼的结构示意图，由于微透镜的各个子孔径单独成像，即具有多个通道的光学系统，每个通道都有自己的光阑(即微透镜的子孔径)，而红外相机具有一个冷阑，这样无法实现冷阑的匹配，也就无法实现视场外杂散热辐射的抑制，无法获得较好的波前探测性能。
参阅图2，为本申请提供的一种红外哈特曼波前传感器，所述传感器包括：内层杜瓦1和外层杜瓦2，该内层杜瓦位于外层杜瓦内，该内层杜瓦内部设置有：准直透镜3、滤光片4、微透镜阵列5、焦平面阵列6，该准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列的中心连线为直线，且该直线穿过该视场光阑7；该内层杜瓦为低温杜瓦本发明提出采用冷光学技术，将哈特曼传感器的光学准直透镜、微透镜、带通滤光片、及红外焦平面阵列集成到真空低温杜瓦内，实现哈特曼传感器的高性能，该窗口8位于外部杜瓦。
进一步的，将哈特曼传感器的准直镜组和微透镜、带通滤光片及微透镜阵列置于真空低温杜瓦内(制冷温度低于100K)，可以以更好的抑制光学元件自身的热辐射。
将冷环境工作红外焦平面阵列集成到杜瓦内部，通过电子引线将模拟信号引出杜瓦外部。
杜瓦采用真空防辐射设计，通过斯特林制冷机进行制冷，并通过冷指将冷量传递至低温杜瓦。
将哈特曼传感器准直透镜前的焦点置于杜瓦终端内部，用于抑制外部杂光。
本申请的微透镜阵列结构中，微透镜置于低温杜瓦内，因此各个子孔径均在冷环境中，各个子孔径即为单个成像通道的光阑，及各个成像通道的光阑即为冷阑，自然就实现冷阑匹配。因此可以满足抑制视场外红外热辐射的条件，提高传感器波前探测性能。
以上对本发明实施例所提供的内容下载方法及相关设备、系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种红外哈特曼波前传感器，其特征在于，所述传感器包括：内层杜瓦和外层杜瓦，该内层杜瓦位于外层杜瓦内，该内层杜瓦内部设置有：准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列，该准直透镜、滤光片、微透镜阵列、焦平面阵列的中心连线为直线，且该直线穿过该视场光阑；该内层杜瓦为低温杜瓦。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述低温杜瓦为温度低于100K。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述低温杜瓦通过制冷机进行制冷，并通过冷指将冷量传递至所述低温杜瓦。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述低温杜瓦为真空防辐射结构。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述准直透镜前的焦点位置位于所述低温杜瓦内部。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308504A (zh) * 2019-06-20 2019-10-08 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） 冷光阑与探测器系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101285709A (zh) * 2008-05-28 2008-10-15 中国科学院光电技术研究所 基于哈特曼波前传感器的光力学红外成像仪
CN103441425A (zh) * 2013-08-23 2013-12-11 西安电子科技大学 中波红外激光功率稳定系统
CN103792656A (zh) * 2014-01-26 2014-05-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 适合白天目标观测的地基高分辨力红外成像望远镜
CN104535193A (zh) * 2014-12-22 2015-04-22 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种红外焦平面探测器组件
CN107655659A (zh) * 2017-09-21 2018-02-02 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光通信终端真空测试系统及其测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101285709A (zh) * 2008-05-28 2008-10-15 中国科学院光电技术研究所 基于哈特曼波前传感器的光力学红外成像仪
CN103441425A (zh) * 2013-08-23 2013-12-11 西安电子科技大学 中波红外激光功率稳定系统
CN103792656A (zh) * 2014-01-26 2014-05-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 适合白天目标观测的地基高分辨力红外成像望远镜
CN104535193A (zh) * 2014-12-22 2015-04-22 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种红外焦平面探测器组件
CN107655659A (zh) * 2017-09-21 2018-02-02 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光通信终端真空测试系统及其测试方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CL´ELIA ROBERT 等: ""Mid-infrared Shack-Hartmann wavefront sensor fully cryogenic using extended source for endoatmospheric applications"", 《OPTICS EXPRESS》 *
无: ""夏克哈特曼波前探测器的使用方法及特点", 《百度》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308504A (zh) * 2019-06-20 2019-10-08 上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所） 冷光阑与探测器系统

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