CN110488474A - 一种大口径双抛物面反射模块化平行光管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够适用于在实验室内模拟无穷远目标的大口径双抛物面反射模块化平行光管,该平行光管包括沿光轴方向依次设置的与光轴方向垂直设置的主抛物面反射镜组件，与光轴方向倾斜45度设置的反射镜组件、与光轴方向垂直设置的次抛物面反射镜组件和模块化靶面组件，模块化靶面组件设置在反射镜组件的反射光轴上。本发明便于系统装配、调试及标定。
Description
技术领域
本发明涉及光学设备技术领域，尤其是一种能够适用于在实验室内模拟无穷远目标的大口径双抛物面反射模块化平行光管。
背景技术
随着光学检测技术的不断提高，地面光学类设备的检测手段也日益多元化。在地面机载监测、航空侦察等领域种用到的光电多光轴转台、光电球吊舱常常需要可见、红外等多光谱多光轴设备同时工作。同时，要求多设备之间的光轴具备较高的平行度。为实现多光轴平行度的校准和标定，需要在装配时对其进行精密调节，就需要用到大口径平行光管这类检测标定设备。
平行光管的基本原理为将一个目标物通过光学系统已平行光出射，投射到无穷远处，模拟一个无穷远的目标供设备所观测。
现有的大口径平行光管由于受到其固有结构制约，一般仅配置单一光谱段目标接口，这样在需要多光谱段目标模拟时则需进行目标器件更换，并且需要重新进行标定工作。其次，传统的平行光管目标板组件放置在汇聚光路中，这样在调节焦面时费时费力，造成工作效率的降低。再次，传统的大口径平行光管仅配置一处靶面位置，在需要多光谱段同时工作时，同样也无法实现多靶面目标的使用要求。
为解决上述难题，需要一种能够利用模块化的设计方法来实现多目标的同时使用或快速便捷切换，并且具有一定的精度要求。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的技术问题，而提供一种便于系统装配、调试及标定的大口径双抛物面反射模块化平行光管。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特殊之处在于：该平行光管包括沿光轴方向依次设置的与光轴方向垂直设置的主抛物面反射镜组件，与光轴方向倾斜45度设置的反射镜组件、与光轴方向垂直设置的次抛物面反射镜组件和模块化靶面组件，模块化靶面组件设置在反射镜组件的反射光轴上。
优选的，模块化靶面组件包括沿反射镜组件的反射光轴依次设置的第一模块化靶面组件、第二模块化靶面组件和第三模块化靶面组件，第一模块化靶面组件包括第一靶面分光镜、第一靶面光管和第一目标靶面，第一靶面分光镜与反射镜组件的反射光轴倾斜45度设置，第一靶面光管和第一目标靶面依次设置在第一靶面分光镜的反射光轴上；第二模块化靶面组件包括第二靶面分光镜、第二靶面光管和第二目标靶面，第二靶面分光镜与反射镜组件的反射光轴倾斜45度设置，第二靶面光管和第二目标靶面依次设置在第二靶面分光镜的反射光轴上；第三模块化靶面组件包括第三靶面光管，第三靶面光管设置在第二靶面分光镜的出射光轴上。
优选的，主抛物面反射镜组件与次抛物面反射镜组件的焦点位置位于两者之间同一点处。
优选的，主抛物面反射镜组件与次抛物面反射镜组件中间具有一个一次像面位置。
优选的，第三靶面光管与第二靶面分光镜之间设置有可扩展预留接口。
优选的，第一靶面分光镜和第二靶面分光镜透射与反射比为1:1、1:2或2:1。
优选的，主抛物面反射镜组件为口径为350mm，焦距为1500mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜。
优选的，次抛物面反射镜组件为口径为30mm，焦距为200mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜.
优选的，反射镜组件为口径为40mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜。
本发明提供了一种具有双抛物面反射结构的大口径平行光管，该平行光管采用模块化结构，两抛物面镜将大口径光路折叠成前置望远系统，将光路压缩成较窄的平行光束。本发明较传统大口径反射式平行光管相比，由于采用双抛物面反射镜结构，在主次镜之间具有一次成像面，便于系统装配、调试及标定。本发明为实现模块化的设计，系统的窄平行光束一端具有不同靶面组成的模块化靶面组件，模块化靶面组件包括多组与光轴呈45度设置的靶面分光镜、靶面光管以及目标靶面，可以根据需要灵活的增减目标靶的数量。因此本发明具有以下优点：
1、能够实现多目标靶面的同时使用。
2、能够实现多光谱段目标源的同时使用。
3、由于后端采用平行光路，需要多靶面或多目标时，仅需切换后端模块化靶面组件，无需进行精密调试，大大提高了工作效率。
4、系统较传统平行光管相比，大大提高了可扩展性，利用该大口径前置望远系统特性，后端模块化靶面组件可更换多种光学仪器及设备。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明模块化靶面组件分系统的结构示意图。
附图标记如下：
100、主抛物面反射镜组件；101、45度设置的反射镜组件；102、次抛物面反射镜组件；103、模块化靶面组件；11、第一靶面分光镜；12、第二靶面分光镜；21、第一模块化靶面光管组件；22、第二模块化靶面光管组件；23、第三模块化靶面光管组件；211、第一靶面光管；221、第二靶面光管；212、第一目标靶面；222、第二目标靶面；231、第三靶面光管；233、第三目标靶面；T、可扩展预留接口。
具体实施方式
参见图1，本发明的具体实施例结构包括沿光轴方向垂直设置主抛物面反射镜组件100，其口径为350mm，焦距为1500mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，其面型精度(RMS)优于1/50λ。沿光轴方向倾斜45度设置反射镜组件101，其口径为40mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，其面型精度(RMS)优于1/50λ。沿光轴方向垂直设置次抛物面反射镜组件102，其口径为30mm，焦距为200mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，其面型精度(RMS)优于1/50λ。模块化靶面组件103设置在反射镜组件101的反射光轴上，其中：
主抛物面反射镜组件100与次抛物面反射镜组件102的焦点位置位于两者之间同一点处。主抛物面反射镜组件100与次抛物面反射镜组件102中间具有一个一次像面位置，在该点位置能够清晰的完善成像主抛物面反射镜组件100与次抛物面反射镜组件102共同组成前置望远系统，能够将系统大口径光束压缩成较窄的平行光束。
45度设置的反射镜组件101靠近主抛物面反射镜组件100设置，具备较小的口径，保证了整个系统具有较小的遮拦比。45度设置的反射镜组件101，能够将窄平行光路折叠成90度，且能够进行角度的微调。
参见图2，常规地，根据一般要求，本发明工作时需可见光、红外光谱及目标基准三个目标同时工作。按照此布局进行实施，则需三个模块化靶面组件，因此模块化靶面组件103的组件内部组成有第一模块化靶面组件21、第二模块化靶面组件22以及第三模块化靶面组件23。
沿折转90度光路设置有第一模块化靶面组件21，能够为该平行光管提供不同光谱段以及不同的目标物。其中包含45度设置的第一靶面分光镜11，用来将不同光谱或不同目标分离。第一靶面光管211能够将第一目标靶面212上的图形图案准直成平行光束进入主系统。
沿折转90度光路还设置有第二模块化靶面组件22，能够为该平行光管提供不同光谱段以及不同的目标物。其中包含45度设置的第二靶面分光镜12，用来将不同光谱或不同目标分离。第二靶面光管221能够将第二目标靶面222上的图形图案准直成平行光束进入主系统。
沿折转90度光路还设置有第三模块化靶面组件23，第三靶面光管231能够将第三目标靶面233上的图形图案准直成平行光束进入主系统。
第三靶面光管231与第二靶面分光镜12之间设置有可扩展预留接口7,可扩展预留接口7可以根据实际需要再接入多组模块化靶面组件。
第一靶面分光镜11和第二靶面分光镜12具有透射与反射比1:1、1:2、2:1等多种规格，能够根据不同的光谱需要进行灵活更换。
第一靶面光管211、第二靶面光管221和第三靶面光管231具备多种焦距和多种视场规格，能够根据不同的焦距及像质需要进行灵活更换。
第一目标靶面212、第二目标靶面222和第三目标靶面233具备多种星点、十字、鉴别率图形图案等多种规格，能够根据需要进行拆装更换操作。
本发明工作原理如下：
由于光路具有可逆性，为表述方便，采用逆向光路的表述方法进行系统性的叙述该本发明的工作原理及具体实施方式。
平行光束由入射端进入本发明，经过主抛物面反射镜组件100反射后汇聚于焦点位置，再由焦点位置发散到次抛物面反射镜组件102上。
由于次抛物面反射镜组件102焦点位置与主抛物面反射镜组件100焦点位置重合，故将光束准直成理想平行光束并进一步传播，再由沿光轴方向45度放置的反射镜组件101折转成90度出射出前置望远系统。
45度反射镜组件101放置与主抛物面反射镜组件100前一段距离，保证了系统不会发生拦光现象，同时减小了反射式系统的遮拦比。
光束进入后端模块化靶面组件103后，经过分光镜偏转后进入靶面光管，再由靶面光管准直在目标靶面上实现成像。
后端的模块化靶面组件可以灵活的进行更换、拆装，可以组成多目标、多光谱段的平行光管系统，大大的提高了该设备多元化使用的能力。
以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：该平行光管包括沿光轴方向依次设置的与光轴方向垂直设置的主抛物面反射镜组件，与光轴方向倾斜45度设置的反射镜组件、与光轴方向垂直设置的次抛物面反射镜组件和模块化靶面组件，所述模块化靶面组件设置在反射镜组件的反射光轴上。
2.根据权利要求1所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述模块化靶面组件包括沿反射镜组件的反射光轴依次设置的第一模块化靶面组件、第二模块化靶面组件和第三模块化靶面组件，所述第一模块化靶面组件包括第一靶面分光镜、第一靶面光管和第一目标靶面，第一靶面分光镜与反射镜组件的反射光轴倾斜45度设置，所述第一靶面光管和第一目标靶面依次设置在第一靶面分光镜的反射光轴上；所述第二模块化靶面组件包括第二靶面分光镜、第二靶面光管和第二目标靶面，第二靶面分光镜与反射镜组件的反射光轴倾斜45度设置，所述第二靶面光管和第二目标靶面依次设置在第二靶面分光镜的反射光轴上；所述第三模块化靶面组件包括第三靶面光管，所述第三靶面光管设置在第二靶面分光镜的出射光轴上。
3.根据权利要求2所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述主抛物面反射镜组件与次抛物面反射镜组件的焦点位置位于两者之间同一点处。
4.根据权利要求3所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述主抛物面反射镜组件与次抛物面反射镜组件中间具有一个一次像面位置。
5.根据权利要求4所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述第三靶面光管与第二靶面分光镜之间设置有可扩展预留接口。
6.根据权利要求5所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述第一靶面分光镜和第二靶面分光镜透射与反射比为1:1、1:2或2:1。
7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述主抛物面反射镜组件为口径为350mm，焦距为1500mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜。
8.根据权利要求7所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述次抛物面反射镜组件为口径为30mm，焦距为200mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜。
9.根据权利要求8所述的大口径双抛物面反射模块化平行光管，其特征在于：所述反射镜组件为口径为40mm，基底采用低膨胀微晶玻璃，表面镀制保护银外反膜，面型精度优于1/50λ的反射镜。
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