一种可用于空间相机夹角监测的准直光源制造技术

一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，由LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框、准直组件等组成。LD激光二极管提供发散光源，会聚透镜组件对发散光进行会聚，准直组件完成对激光束的准直。本发明专利技术采用了低膨胀殷钢材料和零膨胀微晶玻璃作为光学系统的主支撑结构，提高了准直激光光源对外部热环境的适应能力。本发明专利技术具有功耗低、体积小、高稳定等特点，可作为航天光学遥感相机间高精度夹角监测的测量光源。

A collimating light source for monitoring angle of space camera

A collimating light source for angle monitoring of space camera is composed of LD laser diode module, convergent lens module, adapter frame, collimating module, etc. The LD laser diode provides a divergent light source, the convergent lens assembly converges the divergent light, and the collimation assembly completes the collimation of the laser beam. The invention adopts low expansion steel material and zero expansion glass-ceramics as the main supporting structure of the optical system, and improves the adaptability of the collimating laser source to the external thermal environment. The invention has the characteristics of low power consumption, small volume and high stability, and can be used as a measuring light source for high precision angle monitoring between Aerospace optical remote sensing cameras.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于空间相机夹角监测的准直光源
本专利技术属于航天光学遥感器
，涉及一种可用于空间相机夹角监测的准直光源。
技术介绍
航天测绘是航天光学遥感领域的一个重要方向，为满足无控制点测绘要求，高分辨率测绘相机、高精度星相机是必须的载荷配置。然而，受地面重力环境、在轨热环境影响，高精度星相机和高分辨率测绘相机之间的夹角存在系统周期性变化，使得星相机姿态向高分辨率策划相机的传递过程中不可避免的带来较大的系统误差，即便经过地面检校，依然具有较大的残差。为解决星相机与高分辨率相机之间的夹角监测问题，直接在光学层面建立二者之间关联是必要的。目前，准直光源主要应用在投影机、液晶显示器及激光笔、大口径光学检测等领域中，尚无专门针对航天在轨环境使用的参考基准光源，考虑到基准传递的精度达到亚秒级，研究可用于相机夹角监测的光源变得十分重要和紧迫。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，可应用于各种空间相机的光轴之间的关联，提高航天光学遥感相机的姿态确定精度。本专利技术的技术方案是：一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，包括LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框、准直组件；二极管组件与会聚透镜组件连接，会聚透镜组件与适配框连接，适配框与准直组件连接；LD激光二级管组件发射出远场光斑为椭圆形的发散激光束，会聚透镜组件接收发散激光束进行会聚后，入射至准直组件，准直组件进行孔径限制形成细束激光后进行准直，形成准直光束。所述的LD激光二极管组件包括LD激光二极管、二极管套、二极管电路板、二极管电路板紧固件、柔性PCB板、接插件、二极管组件结构框；LD激光二极管头部固定在二极管套内，管脚与二极管电路板焊接，二极管电路板通过二极管电路板紧固件固定在二极管组件结构框上，柔性PCB板与二极管电路板一体印制，并与接插件连接，接插件固定在二极管组件结构框上；接插件用于提供外部电源接口，通过二极管电路板给LD激光二极管供电，使LD激光二极管发出远场光斑为椭圆形的发散激光束。所述的会聚透镜组件包括会聚透镜基准座、会聚透镜压环、会聚透镜；会聚透镜装在会聚透镜基准座内，并通过会聚透镜压环固定；会聚透镜组件用于将LD激光二极管发出远场光斑为椭圆形的发散激光束进行聚束。所述的准直组件包括光阑、垫片、基准座、准直透镜、埋件、填胶；光阑、垫片与基准座一端紧密相连，准直透镜与基准座另一端紧密相连，埋件通过填胶与基准座固定；准直组件用于将经过会聚透镜组件聚束的激光束进行限束及准直，经过准直透镜后形成出射平行光。所述的会聚透镜基准座、会聚透镜压环、适配框均采用低膨胀殷钢材料制备。所述垫片、基准座均采用零膨胀微晶玻璃材料制成。所述的光阑除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1)本专利技术为空间相机夹角监测提供了高稳定光源，使得在轨进行高精度的相机夹角监测成为可能。2)本专利技术采用零膨胀微晶玻璃作为基准座，极大的降低了在轨热环境不一致对基准光源光线偏转的影响，为空间相机间亚秒级的夹角监测精度提供了基础。3)本专利技术采用模块化设计，具有功耗低、体积小的特点。附图说明图1是准直激光光源组成图；图2是准直激光光源光学系统图；图3是光阑17的正视图；具体实施方式如图1、2、3所示，为本专利技术的准直激光光源组成图和光学系统图，即本专利技术的基本形式。它由LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框13、准直组件及相应紧固件等组成。二极管组件由LD激光二极管1、二极管套2、二极管电路板3、二极管电路板紧固件4、柔性PCB板5、接插件6、二极管组件结构框7组成，会聚透镜组件由会聚透镜基准座8、会聚透镜压环9、会聚透镜10组成；准直组件由光阑17、垫片18、基准座19、准直透镜20、埋件15、填胶14组成。紧固件包括11、12、16。如图1所示，LD激光二极管组件与会聚透镜组件之间通过紧固件11(周向三组均布)连接，会聚透镜组件与适配框之间通过紧固件12(周向三组均布)连接，适配框与准直组件之间通过紧固件16连接(周向四组均布)；由于基准座19为玻璃材料，为提供对外紧固点，在基准做上钻孔置入埋件15，并用填胶14粘接紧固。如图1所示，LD激光二极管1头部固定在二极管套2内，管脚与二极管电路板3焊接，二极管电路板3通过二极管电路板紧固件4固定在二极管组件结构框7上，柔性PCB5与二极管电路板3一体印制，并与接插件6连接，接插件6固定在二极管组件结构框7上。接插件6用于提供外部电源接口，通过柔性PCB板5二极管电路板3给LD激光二极管1供电，使LD激光二极管1发出远场光斑为椭圆形的发散激光束。如图1所示，会聚透镜10装在会聚透镜基准座8内，并通过会聚透镜压环9固定。会聚透镜组件用于将LD激光二极管1发出远场光斑为椭圆形的发散激光束进行聚束。如图1～3所示，光阑17、垫片18与基准座19一端紧密相连，准直透镜20与基准座19另一端紧密相连，埋件(15通过填胶14与基准座19固定。经会聚透镜组件聚束的激光束在通过光阑17时，由光阑上的通光孔D限制透过光阑的光束大小(光阑17除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理)，通过光阑的细束激光经过准直透镜20进行准直，形成准直光束21。如图1～3所示，激光二极管1由外部电源通过接插件6、柔性PCB板5、二极管电路板3供电，产生远场光斑为椭圆形的发散激光束，经过会聚透镜10进行会聚，会聚光束通过光阑17时，由光阑上的通光孔D限制透过光阑的光束大小(光阑17除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理)，通过光阑的细束激光经过准直透镜20进行准直，形成准直光束21。如图1所示，会聚透镜基准座8、会聚透镜压环9、适配框13均采用低膨胀殷钢材料制备，垫片18、基准座19为零膨胀微晶玻璃材料制备，使得本专利技术设计的准直光源具有良好的热环境适应能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，其特征在于：包括LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框(13)、准直组件；二极管组件与会聚透镜组件连接，会聚透镜组件与适配框(13)连接，适配框(13)与准直组件连接；LD激光二级管组件发射出远场光斑为椭圆形的发散激光束，会聚透镜组件接收发散激光束进行会聚后，入射至准直组件，准直组件进行孔径限制形成细束激光后进行准直，形成准直光束。

【技术特征摘要】
1.一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，其特征在于：包括LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框(13)、准直组件；二极管组件与会聚透镜组件连接，会聚透镜组件与适配框(13)连接，适配框(13)与准直组件连接；LD激光二级管组件发射出远场光斑为椭圆形的发散激光束，会聚透镜组件接收发散激光束进行会聚后，入射至准直组件，准直组件进行孔径限制形成细束激光后进行准直，形成准直光束。2.根据权利要求1所述的一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，其特征在于：所述的LD激光二极管组件包括LD激光二极管(1)、二极管套(2)、二极管电路板(3)、二极管电路板紧固件(4)、柔性PCB板(5)、接插件(6)、二极管组件结构框(7)；LD激光二极管(1)头部固定在二极管套(2)内，管脚与二极管电路板(3)焊接，二极管电路板(3)通过二极管电路板紧固件(4)固定在二极管组件结构框(7)上，柔性PCB板(5)与二极管电路板(3)一体印制，并与接插件(6)连接，接插件(6)固定在二极管组件结构框(7)上；接插件(6)用于提供外部电源接口，通过二极管电路板(3)给LD激光二极管(1)供电，使LD激光二极管(1)发出远场光斑为椭圆形的发散激光束。3.根据权利要求1或2所述的一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟之，高卫军，段维宏，王妍，孙世君，宗云花，高凌雁，付强强，贾永丹，于艳波，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11