一种超大口径杂散光测试光源及其控制方法技术

一种超大口径杂散光测试光源及其控制方法，通过桁架式曲面支架、光源和控制系统实现。桁架式曲面支架整体呈现为圆球形或者二次曲面形状，采用桁架式结构形成纵横网络，每一个网络节点放置一个万向调整装置。在每一个万向调节装置上放置两个光源，其中一个为平行光源，另一个为具有一定散射角的散射光源。当使用准直光源时，所有光源出射光构成近似平行光束，当使用散射光源时，所有光源出射光构成近似Lamb光源。进行杂散光测试时，控制系统可控制每一个万象调节装置，实现对于不同出射角度的光束调整；控制系统同时可以控制每一个光源的开关和强弱，实现对于光束大小和强弱的调整。本发明专利技术作为一种新颖的杂散光测试光源，规模小、加工制造方便，可应用于光学系统的杂散光测试，尤其适用于超大口径的杂散光测试。

【技术实现步骤摘要】
一种超大口径杂散光测试光源及其控制方法
本专利技术涉及一种超大口径杂散光测试光源及其控制方法，属于超大口径光测试

技术介绍
杂散光测试主要通过模拟杂散光源的入射角度及光强，定位光学系统的杂散光路并测试杂散光抑制水平。首先，现有的杂散光测试系统主要采用平行光管、太阳模拟器等光源模拟平行光光源，采用积分球模拟漫反射光源，待测光学系统口径往往受限于模拟光源的口径，需根据不同待测光学系统，定制相应的模拟光源，光源通用性差；其次，对于超大口径杂散光测试系统，需要定制超大口径的平行光管、太阳模拟器或积分球等模拟光源，由于受限于加工制造工艺水平，成本高、可操作性差。最后，现有的杂散光测试系统只能通过转动模拟光源或光学系统实现不同角度杂散光路的定位及杂散光的测试，测试过程中经常需要更换模拟光源满足测试需求，往往需要庞大的转动机构，测试精度低、测试过程繁琐。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：增强了测试光源对不同口径待测光学系统的兼容性，解决了超大口径光学系统的杂散光测试光源难以加工的难题，降低了生产加工成本和难度，简化了测试过程和步骤，并提高了杂散光的测试精度。本专利技术的技术解决方案为：一种超大口径杂散光测试光源及其控制方法，包括：桁架式曲面支架(1)、准直光源(2)、散射光源(3)、控制系统(4)；桁架式曲面支架(1)和横梁和纵梁(12)内部结构形成纵横网络，在网络中的每一个网络节点(13)放置一个万向调节装置(14)；准直光源(2)、散射光源(3)放置于(1)的万向调节装置(14)上，准直光源(2)以平行光或者近似平行光出射，散射光源(3)以散射光出射；控制系统(4)控制万向调节装置(14)的出射角度和光源强弱。光源口径优选大于2m。杂散光测试光源能够用于测试光学系统入瞳口径在该杂散光测试光源最大最小尺寸间的任意光学系统。桁架式曲面支架(1)为主结构，桁架式结构形成的纵横网络中包括平行的、等间距的多条横梁和纵梁(12)；任意一条横梁和一条纵梁垂直。桁架式曲面支架(1)外轮廓呈圆球面或者二次曲面。桁架式曲面支架(1)的尺寸为待测光学系统的最大口径。相邻的两根横梁、纵梁之间的距离为取决于最小口径待测光学系统所需光照度要求。光源(2)采用经准直后的LED光源，光源(3)为未经准直并且加绒面玻璃板的LED光源，其中光源强度可调节，可调节范围取决于最小口径待测光学系统所需光照度要求。控制系统(4)控制万向调节装置(14)的角度和光源(2)(3)的开关和强弱，具体方法如下：当在某强度I下产生角度为α的平行光源，关闭全部光源(3)，根据测试光源的光照度要求，确定平行光源的强度，根据待测光学系统的口径要求，确定光源(2)开启或关闭。将测试光源的光照度及口径要求输入控制系统(4)，自动化程序计算光源(2)强度、角度及开关指令，控制万象调节装置(14)，输出某强度I下产生角度为α的平行光源。当产生强度为I的Lamb光源，关闭全部光源(2)，根据测试光源的光照度要求，确定散射光源的强度，根据待测光学系统的口径要求，确定光源(2)开启或关闭。将测试光源的光照度及口径要求输入控制系统(4)，自动化程序计算光源(2)强度及开关指令，控制万象调节装置(14)，输出某强度I下的Lamb光源。万向调节装置(14)为各个方向均可转动的多维调整机构。控制系统(4)为包括计算光源(2)(3)强度、角度及开关的程序、万象调节装置(14)的控制程序和电脑终端。杂散光测试光源出射平行光的精度为2′，出射Lamb光的均匀性优于95％。一种超大口径杂散光测试光源的控制方法，步骤如下：(1)确定测试所需光源的最大及最小口径，其最大口径即为桁架式曲面支架(1)外轮廓尺寸；(2)根据最小测试光源所需的光照度要求计算相邻的两根横梁、纵梁(12)之间的距离；(3)在控制系统(4)中输入测试光源属性，即平行光源(2)或Lamb光源(3),同时输入光源的光照度及口径要求；(4)若控制系统(4)输入平行光源(2)，控制系统(4)自动计算平行光源(2)强度、角度及开启或关闭情况，控制万象调节装置(14)，输出所需的平行光源；(5)若控制系统(4)输入Lamb光源(3)，控制系统(4)自动计算散射光源(3)强度、开启或关闭情况，输出所需的Lamb光源。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术采用桁架式曲面支架和能够出射平行光的小尺寸光源，并且对杂散光测试光源增加了控制系统，控制万向调节机构的方向和光源的开关、强弱，能够模拟各种出射角度、各种口径、各种光强的光源，与传统杂散光测试光源相比提高了对待测光学系统口径的兼容性，通用性强，测试效率高；(2)本专利技术可替代加工制造难度大的超大口径平行光管、积分球等传统模拟光源，规模小，整体性强，方便移位，加工制造方便，加工成本低廉；(3)本专利技术实现了平行光、漫反射光源等各种类型杂散光模拟光源的相互转换；本专利技术提高杂散光测试系统的精度；(4)本专利技术桁架式曲面支架整体呈现为圆球形或者二次曲面形状，采用桁架式结构形成纵横网络，每一个网络节点放置一个万向调整装置。在每一个万向调节装置上放置两个光源，其中一个为准直光源，另一个为具有一定散射角的散射光源。(4)本专利技术当使用准直光源时，所有光源出射光构成近似平行光束，当使用散射光源时，所有光源出射光构成近似Lamb光源。进行杂散光测试时，控制系统可控制每一个万象调节装置，实现对于不同出射角度的光束调整；(5)本专利技术控制系统同时可以控制每一个光源的开关和强弱，实现对于光束大小和强弱的调整。本专利技术作为一种新颖的杂散光测试光源规模小、加工制造方便，可应用于光学系统的杂散光测试，尤其适用于超大口径的杂散光测试，节约人力成本。附图说明图1为本专利技术的前视图；图2为本专利技术的局部放大图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种超大口径杂散光测试光源，由桁架式曲面支架、光源和控制系统组成。桁架式曲面支架整体呈现为圆球形或者二次曲面形状，采用桁架式结构形成纵横网络，每一个网络节点放置一个万向调整装置。在每一个万向调节装置上放置两个光源，其中一个为平行光源，另一个为具有一定散射角的散射光源。当使用准直光源时，所有光源出射光构成近似平行光束，当使用散射光源时，所有光源出射光构成近似Lamb光源。进行杂散光测试时，控制系统可控制每一个万象调节装置，实现对于不同出射角度的光束调整；控制系统同时可以控制每一个光源的开关和强弱，实现对于光束大小和强弱的调整。本专利技术作为一种新颖的杂散光测试光源，规模小、加工制造方便，可应用于光学系统的杂散光测试，尤其适用于超大口径的杂散光测试。本专利技术一种超大口径杂散光测试光源，包括：桁架式曲面支架(1)、准直光源(2)(简称光源(2))、散射光源(3)(简称光源(3))、控制系统(4)；桁架式曲面支架(1)和横梁和纵梁(12)内部结构形成纵横网络，在网络中的每一个网络节点(13)放置一个万向调节装置(14)；桁架式曲面支架(1)为主结构，桁架式结构形成的纵横网络中包括平行的、等间距的多条横梁和纵梁(12)，桁架式曲面支架(1)外轮廓呈圆球面或者二次曲面；任意一条横梁和一条纵梁垂直，桁架式曲面支架(1)的尺寸为待测光学系统的最大口径。相邻的两根横梁、纵梁之间的距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于包括：桁架式曲面支架(1)、准直光源(2)、散射光源(3)、控制系统(4)；桁架式曲面支架(1)和横梁和纵梁(12)内部结构形成纵横网络，在网络中的每一个网络节点(13)放置一个万向调节装置(14)；准直光源(2)、散射光源(3)放置于(1)的万向调节装置(14)上，准直光源(2)以平行光或者近似平行光出射，散射光源(3)以散射光出射；控制系统(4)控制万向调节装置(14)的出射角度和光源强弱。

【技术特征摘要】
1.一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于包括：桁架式曲面支架(1)、准直光源(2)、散射光源(3)、控制系统(4)；桁架式曲面支架(1)和横梁和纵梁(12)内部结构形成纵横网络，在网络中的每一个网络节点(13)放置一个万向调节装置(14)；准直光源(2)、散射光源(3)放置于(1)的万向调节装置(14)上，准直光源(2)以平行光或者近似平行光出射，散射光源(3)以散射光出射；控制系统(4)控制万向调节装置(14)的出射角度和光源强弱。2.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：光源口径大于2m。3.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：杂散光测试光源能够用于测试光学系统入瞳口径在该杂散光测试光源最大最小尺寸间的任意光学系统。4.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：桁架式曲面支架(1)为主结构，桁架式结构形成的纵横网络中包括平行的、等间距的多条横梁和纵梁(12)；任意一条横梁和一条纵梁垂直。5.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：桁架式曲面支架(1)外轮廓呈圆球面或者二次曲面。6.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：桁架式曲面支架(1)的尺寸为待测光学系统的最大口径。7.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：相邻的两根横梁、纵梁之间的距离为取决于最小口径待测光学系统所需光照度要求。8.根据权利要求1所述的一种超大口径杂散光测试光源，其特征在于：光源(2)采用经准直后的LED光源，光源(3)为未经准直并且加绒面玻璃板的LED光源，其中光源强度可调节，可调节范围取决于最...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，张庭成，廖志波，徐彭梅，李永强，胡永力，赵野，
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