CN117451318B - 一种快速检测望远镜视场角的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测望远镜视场角技术领域，公开了一种快速检测望远镜视场角的方法，采用激光器产生的光束经过透镜聚焦光线，通过滤波器改变光线的光斑尺寸，待检测望远镜接收光束，然后光线经过望远镜系统传输，被检测板所接收，调节电位移平台改变检测板Z方向位置；若待测为小口径望远镜，满足D<2S1，光电探测器a有光信号感知提示，探测器b和c则无提示，记录电位移步进长度S2’；本发明保证除了能够快速检测小口径的望远接收系统的视场角，对于大孔径望远镜的视场角也能完成精确测量，操作简单，所花费时间短。该检测方法适用于各种规格望远镜尺寸，且在更换检测另一套望远镜系统时，检测方法所用装置做出的改动变化小，可重复使用性高。

Description

一种快速检测望远镜视场角的方法

技术领域

本发明涉及检测望远镜视场角技术领域，具体为一种快速检测望远镜视场角的方法。

背景技术

大气激光雷达中的望远镜起到接收携带含大气特定成分信息光信号的作用。对于望远镜系统，特别是大气探测激光雷达接收望远镜系统而言，视场角是一个非常重要的指标参数，其是衡量光学接收系统视野范围大小的重要指标。只有精确地测定出大气探测激光雷达接收望远镜系统视场的大小，才能准确地确定系统所能探测地空域范围，确定接收望远镜与激光器发射激光的光束重叠因子，从而标定低空信号盲区特征。

本发明提出一种快速检测望远镜视场角的方法，能够迅速反馈大气探测激光雷达接收望远系统视场值，评价大气探测低空信号质量情况。目前的光学接收系统检测的方法主要是平行光管法，但其只适用于小口径的光学系统，且速度慢，系统复杂。大视场光学望远镜在一定的观测时间内，能够获取更多的空间信息，备受科学家和天文观测者青睐。本发明除了能解决大口径望远镜视场角检测工作，同时也能兼顾小口径望远系统视场角的确认，操作便捷，且检测所需时间短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速检测望远镜视场角的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快速检测望远镜视场角的方法，包括以下步骤：

步骤一、采用激光器产生的光束经过透镜聚焦光线，通过滤波器改变光线的光斑尺寸，待检测望远镜接收光束；

步骤二、光线经过望远镜系统传输，被检测板所接收，调节电位移平台改变检测板Z方向位置，且所述检测板垂直放置于距离所述望远镜距离L处，其表面固定有光电探测器，接收来自望远镜的光束信号，探测器之间间距为S1，所述望远镜系统的光学外径尺寸为D；

步骤三、若待测为大口径望远镜，满足D>=2S1，光电探测器a，b和c同时有光信号感知提示，所述电位移平台调节位置直到探测器b或者c无光信号提示时，记录电位移平台步进长度为S2；

若待测为小口径望远镜，满足D<2S1，光电探测器a有光信号感知提示，探测器b和c则无提示，所述电位移平台调节位置知道探测器a无光信号提示，记录电位移步进长度S2’；

步骤四、若满足D>=2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2= (2S1+2S2-D)/L；

若满足D<2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2= (2S2’-D)/L。

可选的，所述激光器用于产生连续的准直均匀光束，且激光波长与望远镜待检测波长一致。

可选的，所述滤波器的形状为圆形，尺寸大于望远镜的成像极限。

可选的，所述滤波器用于控制所述激光器发射的检测光线的光斑尺寸，限制多余杂光进入望远镜系统。

可选的，待检测所述望远镜系统，适用于不同口径接收光学望远镜视场角的检测。

可选的，所述步骤三中光电探测器a，b和c，用于判别有无光信号输入。

可选的，所述光电探测器a，b和c的形状为方形，光敏面尺寸要求k*k(k=100m~300m)。

可选的，所述光电探测器用于将光信号转换为电信号，再通过电路板转化为提示信号。

可选的，所述检测板的形状为方向，尺寸大于所述望远镜光学口径D，检测板中心位置固定探测器a，探测器b和c对称固定于探测器a的Z方向位置。

可选的，所述电位移平台的行程大于S2和S2’，且采用电机伺服控制器能够精准控制电位移平台在Z方向的步进距离，显示其步进长度为S2和S2’。

本发明至少具备以下有益效果：

（1）本方案提出一种快速检测望远镜视场角的方法，通过借助激光器、光电探测器、检测板和线性电位移平台等解决方案，能够解决不同孔径望远镜视场角的检测问题。而传统的检测方法，比如平行光管法或目标成像法，前者只能检测小口径的望远镜视场角，后者使用条件条件苛刻，不适用于各种孔径望远镜视场角的检测，且操作复杂，时间成本高。因此，保证该发明除了能够快速检测小口径的望远接收系统的视场角，对于大孔径望远镜的视场角也能完成精确测量，操作简单，所花费时间短。该检测方法适用于各种规格望远镜尺寸，且在更换检测另一套望远镜系统时，检测方法所用装置做出的改动变化小，可重复使用性高。

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，下面描述中的附图仅仅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为本发明望远镜视场角检测方法用装置结构示意图；

图2为本发明固定有3个光电探测器的检测板示意图。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-图2，本发明提供一种快速检测望远镜视场角的方法，包括以下步骤：

步骤一、采用激光器产生的光束经过透镜聚焦光线，通过滤波器改变光线的光斑尺寸，待检测望远镜接收光束；

所述激光器用于产生连续的准直均匀光束，且激光波长与望远镜待检测波长一致；

所述滤波器的形状为圆形，尺寸大于望远镜的成像极限；所述滤波器用于控制所述激光器发射的检测光线的光斑尺寸，限制多余杂光进入望远镜系统。

步骤二、光线经过望远镜系统传输，被检测板所接收，调节电位移平台改变检测板Z方向位置，且所述检测板垂直放置于距离所述望远镜距离L处，其表面固定有光电探测器，接收来自望远镜的光束信号，探测器之间间距为S1，所述望远镜系统的光学外径尺寸为D（初始位置，望远镜筒的中心位置与检测板的中心位置处于同一高度）；

待检测所述望远镜系统，适用于不同口径接收光学望远镜视场角的检测；

所述检测板的形状为方向，尺寸大于所述望远镜光学口径D，检测板中心位置固定探测器a，探测器b和c对称固定于探测器a的Z方向位置；

步骤三、若待测为大口径望远镜，满足D>=2S1，光电探测器a，b和c同时有光信号感知提示，所述电位移平台调节位置直到探测器b或者c无光信号提示时，记录电位移平台步进长度为S2；

其中，所述步骤三中光电探测器a，b和c，用于判别有无光信号输入；所述光电探测器a，b和c的形状为方形，光敏面尺寸要求k*k(k=100μm~300μm)所述光电探测器用于将光信号转换为电信号，再通过电路板转化为提示信号；

若待测为小口径望远镜，满足D<2S1，光电探测器a有光信号感知提示，探测器b和c则无提示，所述电位移平台调节位置知道探测器a无光信号提示，记录电位移步进长度S2’；

所述电位移平台的行程大于S2和S2’，且采用电机伺服控制器能够精准控制电位移平台在Z方向的步进距离，显示其步进长度为S2和S2’

步骤四、若满足D>=2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2= (2S1+2S2-D)/L；

若满足D<2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2= (2S2’-D)/L。

在一些实施例中，参阅图1、图2，所述激光器用于产生连续的准直均匀光束，且激光波长与望远镜待检测波长一致；所述滤波器的形状为圆形，尺寸大于望远镜的成像极限；所述滤波器用于控制所述激光器发射的检测光线的光斑尺寸，限制多余杂光进入望远镜系统。

在一些实施例中，借助激光器、光电探测器、检测板和线性电位移平台等解决方案，能够解决不同孔径望远镜视场角的检测问题。

更进一步的，该发明除了能够快速检测小口径的望远接收系统的视场角，对于大孔径望远镜的视场角也能完成精确测量，操作简单，所花费时间短。该检测装置适用于各种规格望远镜尺寸，且在更换检测另一套望远镜系统时，检测装置做出的改动变化小，可重复使用性高。

本发明的工作流程及原理：首先采用激光器产生的光束经过透镜聚焦光线，通过滤波器改变光线的光斑尺寸，待检测望远镜接收光束，然后光线经过望远镜系统传输，被检测板所接收，调节电位移平台改变检测板Z方向位置，且所述检测板垂直放置于距离所述望远镜距离L处，其表面固定有光电探测器，接收来自望远镜的光束信号，探测器之间间距为S1，所述望远镜系统的光学外径尺寸为D，此时，若待测为大口径望远镜，满足D>=2S1，光电探测器a，b和c同时有光信号感知提示，所述电位移平台调节位置直到探测器b或者c无光信号提示时，记录电位移平台步进长度为S2；若待测为小口径望远镜，满足D<2S1，光电探测器a有光信号感知提示，探测器b和c则无提示，所述电位移平台调节位置知道探测器a无光信号提示，记录电位移步进长度S2’，且若满足D>=2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2=(2S1+2S2-D)/L；若满足D<2S1口径尺寸的望远镜，则检测的视场角2= (2S2’-D)/L。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用激光器产生的光束经过透镜聚焦光线，通过滤波器改变光线的光斑尺寸，待检测望远镜接收光束；

步骤二、光线经过望远镜传输，被检测板所接收，调节电位移平台改变检测板Z方向位置，且所述检测板垂直放置于距离所述望远镜距离L处，其表面固定有a，b和c三个光电探测器，接收来自望远镜的光束信号，光电探测器之间间距为S1，所述望远镜系统的光学外径尺寸为D；

步骤三、若待测为大口径望远镜，满足D>=2S1，光电探测器a，b和c同时有光信号感知提示，所述电位移平台调节位置直到光电探测器b或者c无光信号提示时，记录电位移平台步进长度为S2；

若待测为小口径望远镜，满足D<2S1，光电探测器a有光信号感知提示，光电探测器b和c则无提示，所述电位移平台调节位置直到光电探测器a无光信号提示，记录电位移平台步进长度为S2’；

步骤四、若满足D>=2S1光学外径尺寸的望远镜，则检测的视场角2q= (2S1+2S2-D)/L；

若满足D<2S1光学外径尺寸的望远镜，则检测的视场角2q= (2S2’-D)/L。

2.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述激光器用于产生连续的准直均匀光束。

3.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述滤波器的形状为圆形。

4.根据权利要求3所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述滤波器用于控制所述激光器发射的检测光线的光斑尺寸，限制多余杂光进入望远镜系统。

5.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：适用于检测不同口径望远镜的视场角。

6.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述步骤三中光电探测器a，b和c，用于判别有无光信号输入。

7.根据权利要求6所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述光电探测器a，b和c的形状为方形，光敏面尺寸要求k*k，k=100μm~300μm。

8.根据权利要求7所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述光电探测器用于将光信号转换为电信号，再通过电路板转化为提示信号。

9.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述检测板尺寸大于所述望远镜光学外径尺寸D，检测板中心位置固定光电探测器a，光电探测器b和c对称固定于光电探测器a的Z方向位置。

10.根据权利要求1所述的一种快速检测望远镜视场角的方法，其特征在于：所述电位移平台的行程大于S2和S2’，且采用电机伺服控制器能够精准控制电位移平台在Z方向的步进距离，显示其步进长度为S2和S2’。