CN112230441A - 用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法 - Google Patents
用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法，装调装置包括探测器及向所述稀疏孔径成像系统中的若干子望远镜投射光束的光源机构；光源机构包括激光器、若干反射镜以及设于所述激光器出射光路上的分束镜，所述分束镜用于将激光器的光束分为与子望远镜数量相等的子光束；所述若干反射镜分别设于若干子光束的光路上，用于使所述若干子光束互相平行且每组子光束各反射到一组子望远镜内；所述探测器设于所述稀疏孔径成像系统中的合束机构的像方焦点处；本发明通过观察光斑图样的清洗度来调整稀疏孔径成像系统的内部参数，使得探测器上形成清晰的图样；通过装调装置和装调方法来实现对稀疏孔径成像系统的装调，操作方便、高效。
Description
技术领域
本发明涉及稀疏孔径成像技术领域，具体而言，涉及一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法。
背景技术
超高分辨率成像系统在遥感卫星和太空望远镜等领域应用广泛,随着科技的进步,火箭发射设备的运载能力以及制造大口径的光学成像系统的加工制造难度则制约着上述领域的进一步发展；近年来，稀疏孔径成像技术(多孔径成像技术)的发展为光学成像系统的发展提供了一条新的途径。
如申请号为201610136241.8的中国专利公开了一种基于子孔径快门调制相位差法的稀疏光学合成孔径成像方法，其主体结构上采用的是典型的稀疏孔径成像系统，即包括有多组子望远镜和用于汇聚上述多组子望远镜光线的合束机构，通过调整合束机构以将多组子望远镜内的光束干涉叠加形成清晰的干涉图样。
针对上述稀疏孔径成像系统的装调，为了能在调整合束机构过程中观察到干涉图样，需要为每组子望远镜提供一束入射光束，以通过子望远镜将光束汇聚到合束器上。
发明内容
本发明的目的在于解决背景技术的问题，提供一种能同时为每组子望远镜提供入射光束的用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置，包括探测器及向所述稀疏孔径成像系统中的若干子望远镜投射光束的光源机构；
所述光源机构包括激光器、若干反射镜以及设于所述激光器出射光路上的分束镜，所述分束镜用于将激光器的光束分为与子望远镜数量相等的子光束；
所述若干反射镜分别设于若干子光束的光路上，用于使所述若干子光束互相平行且每组子光束各反射到一组子望远镜内；
所述探测器设于所述稀疏孔径成像系统中的合束机构的像方焦点处，用于采集所述若干子光束的光斑图样。
进一步地，所述分束镜设于激光器与任意一组子望远镜之间，且分束镜具有相对的第一端面和第二端面；
所述激光器的光束垂直于所述分束镜的第一端面，使得激光器出射光的光轴与经分束镜的第二端面射出的一组子光束的光轴共线。
进一步地，所述装调装置还包括支撑机构，所述激光器设于支撑机构上,且激光器的出射光路垂直于任意一组子望远镜的端面。
进一步地，所述支撑机构上设有两组环状的固定架，所述激光器穿设于所述两组固定架内，且每组固定架上环绕所述激光器设置有若干紧固件，且每组紧固件上朝向固定架环内的一端均抵接于所述激光器外壁。
进一步地，所述支撑机构上还设有第一承载机构，所述分束镜设于第一承载机构上。
进一步地，所述第一承载机构为手动旋转位移台。
进一步地，所述支撑机构支撑于平台上，所述平台上还设有固定件以支撑反射镜。
进一步地，所述探测器为CCD相机。
一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置的装调方法，包括如下步骤：
S1、调整光源机构，使照射到稀疏孔径成像系统中的所述若干子光束互相平行；
S2、采用遮挡子光束的方式，使仅有一组子光束照射到与其对应的子望远镜内；
S3、调整稀疏孔径成像系统，使探测器上采集到清晰的光斑图样；
S4、逐个取消对余下子光束的遮挡，并于每组子光束取消遮挡后且下一组子光束取消遮挡前，重复步骤S3直到探测器采集到清晰的干涉图样。
进一步地，在步骤S1中，调整光源机构包括对激光器、分束镜和若干反射镜的调整。
本发明的有益效果是：
本发明的用于稀疏孔径成像系统的装调装置及装调方法，其装调装置为稀疏孔径成像系统内的若干子望远镜各提供一组入射子光束，且为稀疏孔径成像系统中的合束机构的像方焦点处提供一组探测器，其装调方法通过给稀疏孔径成像系统内的全部子望远镜逐一通过子光束，以便于在探测器上形成光斑图样，便于通过观察光斑图样的清洗度来调整稀疏孔径成像系统的内部参数，使得探测器上形成清晰的图样；通过装调装置和装调方法来实现对稀疏孔径成像系统的装调，操作方便、高效。
附图说明
图1为本发明的用于稀疏孔径成像系统的装调机构的结构示意图；
图2为本发明的用于稀疏孔径成像系统的装调机构的立体图；
图3为图2的A部位放大图；
图标：1-成像系统本体，10-子望远镜，11-探测器，2-平台，20-支撑机构，200-安装孔，3-光源机构，30-激光器，300-固定架，301-紧固件，31-分束镜，310-第一承载机构，32-反射镜，320-第二承载机构，33-固定件，a-主光束,b-第一子光束，c-第二子光束，d-第三子光束。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
如图1至3所示，本发明提供一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置，包括探测器11及向所述稀疏孔径成像系统中的若干子望远镜10投射光束的光源机构3。
所述稀疏孔径成像系统包括成像系统本体1，成像系统本体1包括设于成像系统本体1第一端的若干组子望远镜10和设于成像系统本体1第二端的合束机构，所述合束机构用于汇聚上述若干子望远镜10的光线，并形成叠加图样。
所述光源机构3包括激光器30、若干反射镜32以及设于所述激光器30出射光路上的分束镜31，所述分束镜31用于将激光器30的光束分为与子望远镜10数量相等的子光束；根据稀疏孔径成像系统内的子望远镜10数量不同，可设置不同的分束镜31类型，用于将激光器30的出射光分割为与子望远镜10数量对等的光束，反射镜32的数量可根据实际需求的数量进行设置，下面将以包含三组子望远镜10的稀疏孔径成像系统进行举例说明：
本实施例中，所述装调装置包括一组平台2，平台2上设有支撑机构20，所述激光器30设于支撑机构20上，所述支撑机构20的台面上设有两组环状的固定架300，所述激光器30穿设于所述两组固定架300内，且每组固定架300上环绕所述激光器30设置有若干紧固件301，且每组紧固件301上朝向固定架300环内的一端均抵接于所述激光器30外壁，通过调整紧固件301可调整激光器30相对于支撑机构20台面的俯仰、左右偏移量等参数，激光器30的出射光(主光束a)朝向子望远镜10的方向。
如图2所示，所述分束镜31设于激光器30与最左侧的一组子望远镜10之间，且分束镜31具有相对的第一端面和第二端面；所述激光器30的主光束a垂直于所述分束镜31的第一端面，使得激光器30的主光束a的光轴与经分束镜31的第二端面射出的一组第一子光束b的光轴共线，即第一子光束b相对于主光束a的出射方向未发生变化；分束镜31将激光器3的出射光分为水平面内互相垂直的三组子光束，即第一子光束b和垂直于第一子光束b的第二子光束c和第三子光束d；所述分束镜31设于第一承载机构310上，本实施例中，所述第一承载机构310为手动旋转位移台，便于对分束镜31的调整，以使激光器30的主光束a垂直于所述分束镜31的第一端面。
所述反射镜32为四组，第二子光束c和第三子光束d的光路上各设置有两组反射镜32，使所述第二子光束c和第三子光束d分别平行于第一子光束地反射到余下两组子望远镜10内，本实施例中，所述反射镜32为四组，其中两组反射镜32分设于分束镜31两侧的平台20台面上。
如图2所示，分束镜31两侧面射出第二子光束c和第三子光束d各照射到一组反射镜32上，支撑机构20下方两侧的平台2台面上各设有两组反射镜32，使得经平台20台面上两组反射镜32反射后的第二子光束c和第三子光束d向下照射到支撑机构20下方的两组反射镜32上，平台2上的两组反射镜32将两组子光束各投射到一组子望远镜10中，所述4组子反射镜320各安装于一组第二承载机构320上，本实施例中，第二承载机构320为反射镜镜架结构，可便于对反射镜32进行微调。
调整支撑机构20上的两组反射镜32，使其关于分束镜31对称，且两组反射镜32镜面与分束镜31的侧面之间夹角为45°时，第二子光束c和第三子光束d分别各经一组反射镜32反射后垂直于平台2向下反射，照射于平台2上的两组反射镜32上；平2上的两组反射镜32反射面朝向子望远镜10方向且两组反射镜32镜面与分束镜31的第二端面夹角同为45°，经平台2上两组反射镜32反射后的第二子光束c和第三子光束d平行于第一子光束b。
此外，在一些优选实施例中，所述平台2和支撑机构20的台面上均密布有若干安装孔200，所述固定架300、第一承载机构310和第二承载机构320各安装于一组板状的固定件33上，固定件33通过紧固件安装于安装孔200内，因此，平台2和支撑机构20密布安装孔200的目的是便于根据实际需求，对固定架300、第一承载机构310和第二承载机构320的安装位置进行调整。
此外，所述探测器11设于所述稀疏孔径成像系统中的合束机构的像方焦点处，用于采集所述三组子光束的光斑图样，探测器11可为光屏或光学传感器等设备，本实施例中所述探测器11为CCD相机。
一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置的装调方法，包括如下步骤：
S1、调整光源机构3，使照射到稀疏孔径成像系统中的所述若干子光束互相平行，即通过调整固定架300上的紧固件301，以及第一承载机构310、第二承载机构320，使经反射镜32反射后的第二子光束c和第三子光束d平行于第一子光束b,第一子光束b、第二子光束c和第三子光束d各投射到一组子望远镜10中；
S2、采用遮挡子光束的方式，使仅有一组子光束照射到与其对应的子望远镜10内，如：首先遮挡住第二子光束c和第三子光束d，仅第一子光束a照射到一组子望远镜10。
S3、调整稀疏孔径成像系统，如调整子望远镜10的角度以及调整合束机构等，稀疏孔径成像系统内部的调整为现有技术，在此不再赘述；调整稀疏孔径成像系统，使探测器11上采集到清晰的光斑图样。
S4、逐个取消对余下子光束的遮挡，并于每组子光束取消遮挡后且下一组子光束取消遮挡前，重复步骤S3直到探测器11采集到清晰的干涉图样，如先取消对第二子光束c的遮挡，调整第二子光束c投射的子望远镜10，使得第一子光束b和第二子光束c在探测器11上形成清晰的干涉图样；再取消对第三子光束d的遮挡,使得第一子光束b、第二子光束c和第三子光束d在探测器11上形成清晰的干涉图样为止。
需要注意的是，在步骤S1中，调整光源机构3包括对激光器30、分束镜31和若干反射镜32的调整。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于，包括探测器(11)及向所述稀疏孔径成像系统中的若干子望远镜(10)投射光束的光源机构(3)；
所述光源机构(3)包括激光器(30)、若干反射镜(32)以及设于所述激光器(30)出射光路上的分束镜(31)，所述分束镜(31)用于将激光器(30)的光束分为与子望远镜(10)数量相等的子光束；
所述若干反射镜(32)分别设于若干子光束的光路上，用于使所述若干子光束互相平行且每组子光束各反射到一组子望远镜(10)内；
所述探测器(11)设于所述稀疏孔径成像系统中的合束机构的像方焦点处，用于采集所述若干子光束的光斑图样。
2.根据权利要求1所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述分束镜(31)设于激光器(30)与任意一组子望远镜(10)之间，且分束镜(31)具有相对的第一端面和第二端面；
所述激光器(30)的光束垂直于所述分束镜(31)的第一端面，使得激光器(30)出射光的光轴与经分束镜(31)的第二端面射出的一组子光束的光轴共线。
3.根据权利要求1或2所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述装调装置还包括支撑机构(20)，所述激光器(30)设于支撑机构(20)上,且激光器(30)的出射光路垂直于任意一组子望远镜(10)的端面。
4.根据权利要求3所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述支撑机构(20)上设有两组环状的固定架(300)，所述激光器(30)穿设于所述两组固定架(300)内，且每组固定架(300)上环绕所述激光器(30)设置有若干紧固件(301)，且每组紧固件(301)上朝向固定架(300)环内的一端均抵接于所述激光器(30)外壁。
5.根据权利要求4所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述支撑机构(20)上还设有第一承载机构(310)，所述分束镜(31)设于第一承载机构(310)上。
6.根据权利要求5所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述第一承载机构(310)为手动旋转位移台。
7.根据权利要求4所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述支撑机构(20)支撑于平台(2)上，所述平台(2)上还设有固定件(33)以支撑反射镜(32)。
8.根据权利要求1或2所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置，其特征在于：所述探测器(11)为CCD相机。
9.一种如权利要求1所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置的装调方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、调整光源机构(3)，使照射到稀疏孔径成像系统中的所述若干子光束互相平行；
S2、采用遮挡子光束的方式，使仅有一组子光束照射到与其对应的子望远镜(10)内；
S3、调整稀疏孔径成像系统，使探测器(11)上采集到清晰的光斑图样；
S4、逐个取消对余下子光束的遮挡，并于每组子光束取消遮挡后且下一组子光束取消遮挡前，重复步骤S3直到探测器(11)采集到清晰的干涉图样。
10.根据权利要求9所述的用于稀疏孔径成像系统的装调装置的装调方法，其特征在于：步骤S1中，调整光源机构(3)包括对激光器(30)、分束镜(31)和若干反射镜(32)的调整。
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