[发明专利]反射式望远系统透过率高效测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光学检测领域，尤其涉及一种针对反射式望远系统（如卡塞格林系统和RC系统）进行光谱透过率测试的测量系统及方法。

背景技术

随着人们对微观世界、遥远外太空的好奇程度与日俱增，光学成像系统也在这种强烈需求的大背景下飞速的发展。高倍率的电镜显微仪、大口径长焦距的天文望远镜、乃至空间用子孔径拼接式大口径空间望远镜都如雨后春笋般呈现在世人面前，这种蒸蒸日上、欣欣向荣的景象，使全球光学领域为之振奋。

现今星载探测、空载测绘、地对空光电经纬仪等光学系统，由于成像距离远、空间分辨率高、星等探测能力强等特点，主要采用的结构为反射式望远系统结构。这种结构由于没有色差、光谱范围广、较折射望远镜容易制作等优势，越来越多的受到光学设计者的青睐。其典型代表有：卡塞格林系统、R-C系统等。主镜加次镜式的反射结构使得此类望远系统对主次镜间隔和同轴度的要求非常高，次镜安装在主镜之前，次镜部件除了保证自身的刚性，主要是保证与主镜光轴的同轴度要求，以及主次镜的间距公差要求，并尽量减小拦光系数，所以次镜部件的设计一般采用三条或四条辐条筋的结构，并通过对心加工的形式，保证与主镜光轴的同轴度要求。

光学系统的光谱透过率和白光透过率是成像质量评价的一项重要指标，它反映了目标辐射或反射光谱经过光学系统后能被探测响应的能量损失程度，标志着光学系统传输接收光能辐射的强弱。而且通过对光学系统光谱透过率的精确测量，可以与探测器的光谱响应函数相乘间接计算出整机的光谱响应函数，这样可以为工程应用提供准确、可靠的数据支持，便于分析确认整机探测能力。

对光学系统光谱透过率和白光透过率的测试，传统的测试方式是：平行光管和单色仪提供准直光束，平行光管出光口处限制光束直径（光束直径小于被测系统入瞳直径），利用探测器测量空测数值（光路中不加待测反射式望远系统）和实测数值（光路中加入待测反射式望远系统），通过这两个数值，根据公式（1）计算得到不同波长下，光学系统的透过率。

其中：Φ_实代表光路中加入待测反射式望远系统后探测器（光谱采集系统）的响应值；

Φ_空代表光路中未加入待测反射式望远系统后探测器（光谱采集系统）的响应值；

Si代表i波长下，光学系统的透过率；

传统的光谱透过率和白光透过率的测量方式是针对中心无遮拦式的共轴透射系统、离轴反射系统设计的，通常是在光学系统中心测量，没有考虑到上述反射式望远系统具有次镜加辐条筋的特殊结构特性。由于辐条筋和次镜的影响，这类光学系统中心会有遮拦，使用传统的方式，需要根据辐条筋的形状，在不同的区域分别对光学系统进行透过率测量。然而，反射式望远镜一般都较为巨大、笨重，不适合来回上下左右移动。而相应的测试用平行光管也是固定式的，不便移动，不能满足不同区域测试的要求。

针对上述反射式望远系统具有次镜加辐条筋的特殊结构特性，拟在传统的光谱透过率和白光透过率测量设备的基础上进行改进，加入旋转式光束折轴装置，可以极大的提高整个测试的效率、加快测试进度、节省测试人员的劳动力。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种能够较大提高测试效率、加快测试进度的反射式望远系统透过率高效测量系统及方法。

本发明的技术解决方案是：

一种反射式望远系统透过率高效测量系统，其特殊之处在于：所述反射式望远系统透过率高效测量系统包括光源系统、准直系统、星点单元、旋转式光束折轴系统、光谱采集系统、主控系统、数据处理单元以及显示单元；所述准直系统设置在光源系统的出射光路上；所述星点单元设置在光源系统与准直系统之间并处于光源系统的焦平面上；所述的旋转式光束折轴系统设置在准直系统的出射光路上；待测反射式望远系统设置于旋转式光束折轴系统的出射光路上，待测反射式望远系统的输出端与光谱采集系统连接；所述主控系统分别与光源系统、旋转式光束折轴系统以及光谱采集系统相连；所述数据处理单元分别与主控系统以及显示单元相连。

上述准直系统为离轴反射光学系统；所述离轴反射光学系统包括离轴抛物面主镜、第二折轴镜以及可变光阑；所述第二折轴镜以及离轴抛物面主镜依次设置在光源系统经星点单元后的出射光路上；所述旋转式光束折轴系统设置在经离轴抛物面主镜反射后的出射光路上；所述可变光阑设置在离轴抛物面主镜与旋转式光束折轴系统之间。

上述光源系统包括积分球、单色仪；单色仪发出的光经积分球匀光后，射入星点单元。

上述星点单元是由星点目标靶板组成的。