一种用于点源透射比测试的光陷阱系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，该光陷阱系统采用四个散射面组成测试环境，并在测试环境侧边另设两个散射面而形成腔体，在预定散射面上开设通光口，等腰三角形棱柱散射面的底边紧贴该预定散射面，使得散射面覆盖待测系统的物方视场。本发明专利技术实施例所提供的光陷阱系统中背景环境杂散光至少经过六次内壁反射才能返回待测系统的成像视场，具有良好的杂散光抑制效果，从而能达到10

【技术实现步骤摘要】
一种用于点源透射比测试的光陷阱系统
本专利技术涉及空间光学
，具体涉及一种用于大型太空望远镜高精度的点源透射比测试的光陷阱系统。
技术介绍
随着航天技术的发展，载人空间站工程已成为空间科学、应用和技术实现跨越式发展的重大契机。在空间站应用深化论证过程中，需要完成高角分辨率大天区多波段成像和无缝光谱深度巡天功能等观测任务。目前，采用具备AB26等以上恒星的高动态、高性能的探测能力的太空望远镜来实现上述观测任务。太空望远镜的光学系统的杂散光抑制能力通常采用点源透射比(PST)指标进行衡量，为了实现上述观测任务，太空望远镜相应的点源透射比(PST)需要小于等于4.6×10-9。点源透射比(PST)是太空望远镜的重要技术指标和强制检验点，且点源透射比(PST)的测试必须在地面研制阶段进行实验测试。为了准确测量点源透射比(PST)，点源透射比的测试系统的灵敏度和测试误差必须优于10-10量级。目前，国内常用的测试点源透射比系统的测试精度仅能达到10-7量级。结合点源透射比测试原理和测试方法可知，制约提高点源透射比测试精度的瓶颈在于测试环境背景杂散光的抑制技术。目前，该
存在两种方式来提高点源透射比测试精度。第一种方式为，在测试环境的内壁表面喷涂黑漆或者悬挂黑布，通过提高内壁表面的光谱吸收效率以实现背景环境杂散光的吸收和抑制，从而提高点源透射比的测试精度。由于黑漆或者黑布的表面近似服从郎博散射模型，背景环境杂散光经过内壁的一次漫反射即返回待测系统的成像视场，因此，这种方法的杂散光抑制效果不够理想，无法达到10-10量级的测试需求。第二种方式为，采用光陷阱系统，通过增加背景环境杂散光返回待测系统的成像视场的散射次数，实现更好的杂散光吸收和抑制效果。不过，现有光陷阱系统难以同时满足杂散光抑制能力和结构紧凑性的双重需求。例如，国外DCC光陷阱系统应用于外包络尺寸为8.5m×2.7m×3.8m的大型太空望远镜的高精度点源透射比测试时，测试面积约为30m×20m＝600m2，从而工程实施难度大且成本高。因此，需要提供一种用于测试点源透射比的测试系统，该测试系统既具光陷阱系统抑制杂散光良好的效果，从而满足应用于大型太空望远镜的高精度测量要求，也具备结构紧凑、工程实现难度低和成本低的优点。
技术实现思路
针对现有用于大型太空望远镜高精度点源透射比测试系统的确定，本专利技术实施例提供一种光陷阱系统。该光陷阱系统不仅具有良好的抑制杂散光的效果，还具有结构紧凑、工程实现难度低和成本低的优点。该光陷阱系统的具体方案如下：一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，包括四个散射面组成一测试环境，所述测试环境用于放置待测系统；所述测试环境与待测系统之间布置两个另外的散射面，用于形成两个对称的腔体；等腰三角形棱柱散射面，所述等腰三角形棱柱散射面的底边位于组成所述测试环境的一散射面上，所述散射面覆盖待测系统的物方视场；所述等腰三角形棱柱散射面的底边所位于的散射面上设有一通光口，用于通过测试点源透射比的光束。优选的，四个散射面组成一矩形测试环境，第一散射面为所述矩形测试环境的左侧面，第二散射面为所述矩形测试环境的顶面，第三散射面为所述矩形测试环境的右侧面，第四散射面为所述矩形测试环境的底面；第五散射面间隔平行于所述第一散射面，所述第五散射面与所述第一散射面形成第一腔体；第六散射面间隔平行于所述第三散射面，所述第六散射面与所述第三散射面形成第二腔体；所述等腰三角形棱柱散射面的底边位于所述第二散射面上，所述第二散射面上设有一通光口。优选的，所述第一散射面的或所述第三散射面的长度大于所述待测系统的长度2倍。优选的，所述第五散射面的长度小于等于所述第一散射面长度的3/4。优选的，所述第二散射面或所述第四散射面的长度满足如下公式L24≥L13×tgθ+D/2，其中，L24为所述第二散射面或所述第四散射面的长度，L13为所述第一散射面或第三散射面的长度，θ为待测系统点源透射比测试的视场角度，D为待测系统入光口直径。优选的，所述等腰三角形棱柱散射面的顶角与所述待测系统的入光口对齐。优选的，所述散射面的材料为光谱吸收率大于等于90％的黑色亚克力材料。优选的，所述等腰三角形棱柱散射面的材料为光谱吸收率大于等于90％的黑色亚克力材料。优选的，所述等腰三角形棱柱散射面的粗糙度均方根优于0.005微米。优选的，所述散射面的粗糙度均方根优于0.02微米。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例提供的光陷阱系统采用四个散射面组成测试环境，并在测试环境侧边另设两个散射面而形成腔体，在预定散射面上开设通光口并将等腰三角形棱柱散射面的底边紧贴该预定散射面，使得散射面覆盖待测系统的物方视场。本专利技术实施例提供的光陷阱系统中背景环境杂散光至少经过六次内壁反射才能返回待测系统的成像视场，具有良好的杂散光抑制效果，从而能达到10-10量级的测试精度。本专利技术实施例提供的光陷阱系统结构紧凑，从而工程实现难度低且成本低。附图说明图1为本专利技术实施例中提供一种光陷阱系统的结构示意图；图2为图1所示实施例的工作原理示意图。附图中的标记说明：100、光陷阱系统12、通光口10、第一散射面20、第二散射面30、第三散射面40、第四散射面50、第五散射面60、第六散射面15、第一腔体36、第二腔体70、等腰三角形棱柱散射面200、待测系统具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。原理说明：测试点源透射比(PST)时，测试平行光束受到待测系统遮光罩的后向散射，后向散射光束返回测试环境成为主要的背景环境杂散光来源。部分背景环境杂散光经过测试环境的内壁散射后，返回待测系统的成像视场，进而导致点源透射比的测试误差。本专利技术实施例提供一种光陷阱系统，该光陷阱系统通过四个散射面和一个等腰三角形棱柱散射面的结构布置有效地增加散射次数，从而有效地抑制背景环境杂散光，提高点源透射比的测试精度。该光陷阱系统包括四个散射面，所述四个散射面组成一用于放置待测系统的测试环境；在组成测试环境与待测系统之间布置两个另外的散射面，用于形成两个对称的腔体；将等腰三角形棱柱散射面的底边紧贴组成所述测试环境的一散射面上，所述散射面覆盖待测系统的物方视场，并且在该散射面上设有一通光口，用于通过测试点源透射比的光束。散射面的具体形状也可根据需求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，其特征在于，所述光陷阱系统包括：四个散射面组成一测试环境，所述测试环境用于放置待测系统；所述测试环境与待测系统之间布置两个另外的散射面，用于形成两个对称的腔体；等腰三角形棱柱散射面，所述等腰三角形棱柱散射面的底边位于组成所述测试环境的一散射面上，所述散射面覆盖待测系统的物方视场；所述等腰三角形棱柱散射面的底边所位于的散射面上设有一通光口，用于通过测试点源透射比的光束。

【技术特征摘要】
1.一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，其特征在于，所述光陷阱系统包括：四个散射面组成一测试环境，所述测试环境用于放置待测系统；所述测试环境与待测系统之间布置两个另外的散射面，用于形成两个对称的腔体；等腰三角形棱柱散射面，所述等腰三角形棱柱散射面的底边位于组成所述测试环境的一散射面上，所述散射面覆盖待测系统的物方视场；所述等腰三角形棱柱散射面的底边所位于的散射面上设有一通光口，用于通过测试点源透射比的光束。2.根据权利要求1所述的一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，其特征在于，四个散射面组成一矩形测试环境，第一散射面为所述矩形测试环境的左侧面，第二散射面为所述矩形测试环境的顶面，第三散射面为所述矩形测试环境的右侧面，第四散射面为所述矩形测试环境的底面；第五散射面间隔平行于所述第一散射面，所述第五散射面与所述第一散射面形成第一腔体；第六散射面间隔平行于所述第三散射面，所述第六散射面与所述第三散射面形成第二腔体；所述等腰三角形棱柱散射面的底边位于所述第二散射面上，所述第二散射面上设有一通光口。3.根据权利要求2所述的一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，其特征在于，所述第一散射面的或所述第三散射面的长度大于所述待测系统的长度2倍。4.根据权利要求2所述的一种用于点源透射比测试的光陷阱系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹智睿，董吉洪，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22