[发明专利]离轴双波段激光通信综合性能测试系统及方法

权利要求书

1.一种离轴双波段激光通信综合性能测试系统，其特征在于包括系统遮光罩(1)、平行光管主镜(2)、平行光管次镜(3)、能量分光镜一(4)、光谱分光镜一(5)、能量分光镜二(6)、焦面组件(7)、红外波段光学性能测试组件(8)、红外波段跟踪性能测试组件(9)、可见光波段光学性能测试组件(10)、可见光波段跟踪性能测试组件(11)、能量分光镜三(12)、卫星姿态模拟平台(13)和被检激光通信系统(21)；其中

被检激光通信系统(21)放置在卫星姿态模拟平台(13)上，且二者位于系统遮光罩(1)外，平行光管主镜(2)、平行光管次镜(3)、能量分光镜一(4)、光谱分光镜一(5)、能量分光镜二(6)、焦面组件(7)、红外波段光学性能测试组件(8)、红外波段跟踪性能测试组件(9)、可见光波段光学性能测试组件(10)、可见光波段跟踪性能测试组件(11)及能量分光镜三(12)位于系统遮光罩(1)内部，按照光束传输方向布置如下：

被检激光通信系统(21)发射的平行光束入射到系统遮光罩(1)内的平行光管主镜(2)，且该平行光束经过平行光管主镜(2)的反射变为会聚光束，入射到平行光管次镜(3)，经过平行光管次镜(3)的反射后，反射光入射到能量分光镜一(4)，经过能量分光镜一(4)的透射后，透射光入射到光谱分光镜一(5)，经过光谱分光镜一(5)的反射后，反射光入射到能量分光镜三(12)，经过能量分光镜三(12)的透射后，透射光入射到红外波段光学性能测试组件(8)；光束经过能量分光镜三(12)的反射后，反射光入射到红外波段跟踪性能测试组件(9)；

光束经过光谱分光镜一(5)的透射后，透射光入射到能量分光镜二(6)，经过能量分光镜二(6)的反射后，反射光入射到可见光波段光学性能测试组件(10)；光束经过能量分光镜二(6)的透射后，透射光入射到可见光波段跟踪性能测试组件(11)；

由焦面组件(7)产生的发散光经过能量分光镜一(4)的反射后，反射光入射到平行光管次镜(3)，经过平行光管次镜(3)的反射后，反射光入射到平行光管主镜(2)，经过平行光管主镜(2)的反射形成平行光束，作为被检激光通信系统(21)的目标光源，入射到被检激光通信系统(21)；

所述的焦面组件(7)包括可见光波段光源(14)、红外波段光源(15)、反射镜(16)、光谱分光镜二(17)、压电陶瓷振镜(18)、光学会聚镜头(19)和靶板(20)，其中当焦面组件(7)发射红外波段光源时，红外波段光源(15)上电并发出平行光束经过反射镜(16)的反射后，反射光入射到光谱分光镜二(17)，通过光谱分光镜二(17)的透射后，透射光入射到压电陶瓷振镜(18)，经过压电陶瓷振镜(18)的反射后，反射光入射到光学会聚镜头(19)，经过光学会聚镜头(19)的透射形成会聚光束照射在靶板(20)上作为焦面组件(7)的目标光源，并透过靶板(20)形成发散光束出射；

当焦面组件(7)发射可见光波段光源时，可见光波段光源(14)上电并发出平行光束经过光谱分光镜二(17)的反射后，反射光入射到压电陶瓷振镜(18)，经过压电陶瓷振镜(18)的反射后，反射光入射到光学会聚镜头(19)，经过光学会聚镜头(19)的透射形成会聚光束照射在靶板(20)上作为焦面组件(7)的目标光源，并透过靶板(20)形成发散光束出射；

当焦面组件(7)同时发射可见光与红外波段光源时，可见光波段光源(14)、红外波段光源(15)同时上电，可见光波段光束经过光谱分光镜二(17)的反射后，反射光入射到压电陶瓷振镜(18)，经过压电陶瓷振镜(18)的反射后，反射光入射到光学会聚镜头(19)，经过光学会聚镜头(19)的透射形成会聚光束照射在靶板(20)上作为焦面组件(7)的目标光源，并透过靶板(20)形成发散光束出射；红外波段的光束经过反射镜(16)的反射后，反射光入射到光谱分光镜二(17)，经过光谱分光镜二(17)的透射后，透射光入射到压电陶瓷振镜(18)，经过压电陶瓷振镜(18)的反射后，反射光入射到光学会聚镜头(19)，经过光学会聚镜头(19)的透射形成会聚光束同时照射在靶板(20)上作为焦面组件(7)的目标光源，并透过靶板(20)形成发散光束出射，此时焦面组件(7)可以同时提供两种目标光源。

2.根据权利要求1所述的一种离轴双波段激光通信综合性能测试系统，其特征在于所述的平行光管主镜(2)与平行光管次镜(3)组成离轴式平行光管，由于主次镜不同轴，因此检测光路中不会产生遮拦。

3.一种采用权利要求2所述的一种离轴双波段激光通信综合性能测试系统进行测试的方法，具体方法包括如下步骤：

步骤一，组装上述一种离轴双波段激光通信综合性能测试系统，确保各个部件能够正常使用；

步骤二，调整卫星姿态模拟平台(13)的方位与俯仰角度，使被检激光通信系统(21)的发光孔对准平行光管主镜(2)；

步骤三，当需要测试被检激光通信系统(21)发射光束的束散角、光斑大小、光斑圆整度、光斑能量集中度光学性能指标时关闭焦面组件(7)，打开红外波段光学性能测试组件(8)、红外波段跟踪性能测试组件(9)、可见光波段光学性能测试组件(10)和可见光波段跟踪性能测试组件(11)；被检激光通信系统(21)发出红外光时红外波段光学性能测试组件(8)通过图像处理对接收到的红外波段光束进行束散角、光斑大小、光斑圆整度、光斑能量集中度指标的检测；被检激光通信系统(21)发出可见光时可见光波段光学性能测试组件(10)通过图像处理对接收到的可见光波段光束进行束散角、光斑大小、光斑圆整度、光斑能量集中度指标的检测；

步骤四，当需要检测被检激光通信系统(21)动态跟踪状态下跟踪精度的指标时开启焦面组件(7)、卫星姿态模拟平台(13)、红外波段跟踪性能测试组件(9)和可见光波段跟踪性能测试组件(11)，焦面组件(7)中的压电陶瓷振镜(18)及卫星姿态模拟平台(13)模拟激光通信系统在轨工作中卫星平台的随机振动以及姿态的变化，同时启动被检激光通信系统(21)自身的伺服装置，捕获并跟踪由焦面组件(7)提供的目标光源，其中焦面组件(7)可以根据被检激光通信系统(21)的具体需求发射红外光波段的光源或可见光波段的光源为被检激光通信系统(21)提供跟踪目标光源；

步骤五，当被检激光通信系统(21)成功捕获并跟踪由焦面组件(7)提供的目标光源后，打开被检激光通信系统(21)的激光器令被检激光通信系统(21)发射激光，当被检激光通信系统(21)发射可见光波段的激光时，通过可见光波段跟踪性能测试组件(11)检测被检激光通信系统(21)伺服机构的跟踪精度，当被检激光通信系统(21)发射红外波段的激光时，通过红外波段跟踪性能测试组件(9)检测被检激光通信系统(21)伺服机构的跟踪精度。