一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器的製作方法

2023-07-26 11:02:01 3

專利名稱：一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器的製作方法
技術領域：
本發明屬於空間光學技術領域中涉及的一種空間遙感儀器中用 來標定視場分束器的視場模擬裝置。
背景技術：
在空間遙感成像儀中，要完成400nm—2500nm波長範圍的光譜成 像，採用視場分束器將空間遙感成像儀望遠系統焦面上不同視場的光 分成三束，分別進入可見近紅外光譜儀、短波紅外光譜儀和PAN探測 器，從而實現三個儀器同時觀測的目的。視場分束器是空間遙感成像 儀的關鍵技術。由於視場分束器位於望遠鏡和兩個光譜儀的焦平面 處，很多個光學和機械元件都裝在一個極狹小的空間，加工、裝調精 度要求非常高，像元配準難，必需用視場模擬器，作為調試和標定視 場分束器的基準，為此研製了空間遙感成像儀視場模擬器，作為調試 和標定視場分束器的專用設備。經檢索我們沒有査到相關資料的報 導。發明內容為了深入開展超光譜成像技術的研究，本發明的目的在於提供一 種可準確模擬空間遙感成像儀望遠鏡的像方遠心光路和成像立體角， 能1: 1地將物面模擬三個視場的光線投射到被標定的視場分束器上，用以調試和標定空間遙感成像儀的視場分束器。本發明要解決的技術問題是提供一種標定空間遙感成像儀的 視場模擬器，解決技術問題的技術方案如圖l所示包括鎢燈座l、鎢燈光源2、聚光鏡3、聚光鏡座4、模擬狹縫5、模擬狹縫座6、平 面反射鏡7、平面反射鏡座8、凹球面反射鏡9、凹球面反射鏡座10、 凸球面反射鏡ll、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡13、凹球面反 射鏡座14、儀器底座15、分束器安裝座16。鎢燈光源2裝在鎢燈座1上，置於聚光鏡3的前面，聚光鏡3 安裝在聚光鏡座4上，聚光鏡3和安裝在平面反射鏡座8上的平面反 射鏡7的反射面相對安裝；在聚光鏡3和平面反射鏡7的光路中置有 模擬狹縫5，模擬狹縫5的結構如圖2所示，上面帶有三條竪直狹縫 a、 b、 c;模擬狹縫5裝在模擬狹縫座6上；平面反射鏡7和凹球面 反射鏡9的反射面相對安裝，平面反射鏡7裝在平面反射鏡座8上， 凹球面反射鏡9裝在凹球面反射鏡座10上，凸球面反射鏡11裝在凸 球面反射鏡座12上，凹球面反射鏡9和凸球面反射鏡11的反射面相 對安裝；凹球面反射鏡13，裝在凹球面反射鏡座14上，凸球面反射 鏡11和凹球面反射鏡13的反射面相對安裝。分束器安裝座16裝在 凹球面反射鏡13的反射光路上，位於凹球面反射鏡13的焦面處；鴿 燈光源座l、反射聚光鏡座4、模擬狹縫座6、平面反射鏡座8、凹球 面鏡座10、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡座14、分束器安裝座 16都分別用螺釘裝在儀器底座15上。工作原理說明視場模擬器作為調試、標定和檢測空間遙感成像 儀視場分束器的基準，它用模擬狹縫5模擬了來自地面目標空間遙感 成像儀中可見近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光譜儀狹縫和PAN探測器 所對應物方三個不同視場的光線和物方視場，通過三反射球面光學系統將物方的模擬狹縫成像在像方焦面用以調試、標定和檢測空間遙感 成像儀視場分束器。視場模擬器選擇三反射球面光學系統，能很好地消除像差，使焦平面彌散斑直徑小於5 u m，目視解析度150 lp/mm， 能夠1: 1地模擬超光譜成像儀望遠鏡的像方遠心光路和成像立體角。 本發明的積極效果在三反射球面光學系統的像方焦面得到三個 一定間隔的三條亮縫。將視場分束器安裝在分束器安裝座16上，視 場模擬器的像方焦面位置，用以調試、標定和檢測視場分束器的可見 近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光譜儀狹縫、PAN探測器的位置，以實 現空間遙感成像儀全色成像的目的。


圖l是本發明的結構示意圖； 圖2是掛1中模擬狹縫5的結構示意圖；具體實施方式
本發明按圖1圖2所示的結構實施，圖1和圖2包括鎢燈座1、 鎢燈光源2、聚光鏡3、聚光鏡座4、模擬狹縫5、模擬狹縫座6、平 面反射鏡7、平面反射鏡座8、凹球面反射鏡9、凹球面鏡座10、凸 球面反射鏡ll、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡13、凹球面反射 鏡座14、儀器底座15、分束器安裝座16。鎢燈光源2採用24V50W 的鎢燈裝在鋼板做的鎢燈座1上，鎢燈座1和聚光鏡3都裝在儀器底 座15上，調整反射聚光鏡3的位置，使光線均勻照明模擬狹縫5， 模擬狹縫5是一個暗背景、亮光縫的分劃板，其上刻有精確模擬視場間隔的三個光刻狹縫a、 b、 c如圖2所示，a縫是可見近紅外光譜儀 狹縫的模擬光縫，b縫是短波紅外光譜儀狹縫的模擬光縫，c縫是全 色成像儀像面的模擬光縫。模擬狹縫5的精度是至關重要的，它們之 間的相對位置準確與否直接影響視場分束器的調整精度。模擬狹縫5 的三個縫寬取決於視場分束器的可見近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光 譜儀狹縫、PAN探測器像面的寬度。模擬狹縫5的間隔決定了視場分 束器的視場間隔，它的選擇要適中。首先視場間隔不能太大，視場間 隔過大會增大望遠鏡視場角，導致增大望遠鏡的體積。同時由於飛行 器偏航及地球自轉的影響，過大的視場間隔也會增加不能匹配的像元 數；另一方面，視場間隔也不能過小，因為在視場分離處要放置兩個 刀口反射鏡、兩個狹縫以及全色成像儀焦平面組件，視場間隔過小， 會給這些元件設計、製造帶來很大困難。綜合兩方面因素，取視場間 隔為1.4腿。因此，模擬狹縫的間隔也就確定為1.4腿±0.002隱。由於模擬狹縫5位於焦面，模擬狹縫5上的任何微小疵病都被系 統成像在探測器上，為保證視場分離的精確度，三個狹縫的各項誤差 要求嚴格，縫寬誤差0.002 mm、平行度為0. 001 mm、狹縫邊緣平直 清晰局部缺陷不大於0.5um。平面反射鏡座8、凹球面鏡座IO、凸 球面反射鏡座12、凹球面反射鏡座14都用鑄造鋁合金加工，都分別 用螺釘固定在儀器底座15上，分束器安裝座16也安裝在像方焦面處 的儀器底座15上。調好光學位置後，打銷釘定位。儀器底座15釆 用鑄造鋁合金加工，各光學組件都安裝在底座同一平面上，並按給定 的基準， 一次性精密加工各光學組件的安裝定位孔。各光學組件底座 的螺釘孔加工成長形孔，以便於各光學組件的位置調整定位。
權利要求
1、一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，其特徵在於包括鎢燈座(1)、鎢燈光源)(2)、聚光鏡(3)、聚光鏡座(4)、模擬狹縫(5)、模擬狹縫座(6)、平面反射鏡(7)、平面反射鏡座(8)、凹球面反射鏡(9)、凹球面反射鏡座(10)、凸球面反射鏡(11)、凸球面反射鏡座(12)、凹球面反射鏡(13)、凹球面反射鏡座(14)、儀器底座(15)、分束器安裝座(16)；鎢燈光源(2)裝在鎢燈座(1)上，置於聚光鏡(3)的前面，聚光鏡(3)安裝在聚光鏡座(4)上，聚光鏡(3)和安裝在平面反射鏡座(8)上的平面反射鏡(7)的反射面相對安裝；在聚光鏡(3)和平面反射鏡(7)的光路中置有模擬狹縫(5)，上面帶有三條竪直狹縫a、b、c；模擬狹縫(5)裝在模擬狹縫座(6)上；平面反射鏡(7)和凹球面反射鏡(9)的反射面相對安裝，平面反射鏡(7)裝在平面反射鏡座(8)上，凹球面反射鏡(9)裝在凹球面反射鏡座(10)上，凸球面反射鏡(11)裝在凸球面反射鏡座(12)上，凹球面反射鏡(90和凸球面反射鏡(11)的反射面相對安裝；凹球面反射鏡(13)，裝在凹球面反射鏡座(14)上，凸球面反射鏡(11)和凹球面反射鏡(13)的反射面相對安裝；分束器安裝座(16)裝在凹球面反射鏡(13)的反射光路上，位於凹球面反射鏡(13)的焦面處；鎢燈光源座(1)、反射聚光鏡座(4)、模擬狹縫座(6)、平面反射鏡座(8)、凹球面鏡座(10)、凸球面反射鏡座(12)、凹球面反射鏡座(14)、分束器安裝座(16)都分別用螺釘裝在儀器底座(15)上。
全文摘要
一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，屬於空間光學技術領域中涉及的一種視場模擬裝置。要解決的技術問題是提供一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，解決的技術方案包括鎢燈光源、聚光鏡、模擬狹縫、平面反射鏡、凹球面反射鏡、凸球面反射鏡、凹球面反射鏡、儀器底座、分束器安裝座。鎢燈光源，置於聚光鏡的前面，聚光鏡和平面反射鏡的反射面相對安裝；在聚光鏡和平面反射鏡的光路中置有模擬狹縫，平面反射鏡和凹球面反射鏡的反射面相對安裝，凹球面反射鏡和凸球面反射鏡的反射面相對安裝；凸球面反射鏡和凹球面反射鏡的反射面相對安裝；分束器安裝座裝在凹球面反射鏡的反射光路上，位於凹球面反射鏡的焦面處；所有鏡座都裝在儀器底座上。
文檔編號G01M11/00GK101216367SQ20071030035
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年12月29日
發明者顏昌翔, 馬仁宏 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所