一种光学装置的点源透过率测试系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种光学装置的点源透过率测试系统。本系统的支撑结构X轴一端固定平行光管，二维转台安装于支撑结构X轴另一端，其上安装光电经纬仪和待测光学装置。光电经纬仪配有可调节方位角和俯仰角的望远镜。二维转台为具有竖直Z方向旋转轴和水平Y方向旋转轴的、可调节水平方位角度和竖直俯仰角度的转台。使用时调节光电经纬仪转动θ，二维转台转动‑θ

【技术实现步骤摘要】
一种光学装置的点源透过率测试系统
本技术涉及光学检测领域，具体为一种光学装置的点源透过率测试系统。
技术介绍
在无线光通信系统中，为了实现长距离通信链路的建立，通常从三个方面着手，即减小发射端发散角，增加接收端接收口径和增加光电探测器灵敏度。在实际应用中由于衍射极限及跟踪精度的存在，发射光束的发散角的减小有限。由于大口径物镜制作工艺限制、设备体积、重量及转台功耗的要求，接收物镜的口径也不可能一直增加。高灵敏度的探测器的设计是另一个发展方向。随着通信距离日益增长，所需的探测器灵敏度要求也越来越高，随之而来的问题是杂散光的影响越来越突出。光学系统轴外点光源的杂散光抑制能力通常用点源透过率(PST)来表示。PST定义为光学系统视场外离轴角为θ的光源经过光学系统后在像面产生的辐照度与入瞳处辐照度的比值。国内外通用的杂散光测试评价方法为点源透过率测试方法。该测试方法对转台要求精密且电控要求高，设备体积庞大，不利于工程应用的推广；现有测试设备产生均匀分布平行光的方式复杂；平行光管光源波长固定无法顾及可见光到近红外甚至中远红外波段；测试动态范围窄，无法兼顾大角度到视场边缘的杂散光功率测量。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种光学装置的点源透过率测试系统，包括支撑结构、平行光管、二维转台和光电经纬仪，平行光管固定于支撑结构X轴一端，其输出光沿X轴方向；可调节水平角和俯仰角的二维转台安装于X轴另一端，。二维转台上安装光电经纬仪和待测光学装置。光电经纬仪配有可调节方位角和俯仰角的望远镜。调节二维转台使待测光学装置的光轴与平行光管发射的光线光轴平行，测定待测光学装置入瞳处光功率值；调节可调光衰减器的衰减量；调节光电经纬仪平行光管焦点处的平顶光纤中心处于望远镜十字丝中心；光电经纬仪转动角度θ1，调节二维转台转动-θ1，使平顶光纤中心再次位于经纬仪望远镜十字丝中心，记录此时光电探测器接收的光功率值P(θ1),计算此时待测光学装置的点源透过率PST(θ1)；继续调节光电经纬仪再转动角度Δθ，得到系列的θi和P(θi),做出该待测光学装置的PST曲线。本系统提高点源透过率测量的动态范围，原理简单，操作方便，易于实施应用。本技术设计的一种光学装置的点源透过率测试系统，本系统测试的光学装置包括透镜组及光电探测器，透镜组为一个透镜、或者多个透镜的组合、或者多个透镜与滤光片的组合，光学装置具有单一的直线光轴，光电探测器位于透镜组的焦点上；光电探测器的探测面的大小决定了透镜组的焦距与视场，即透镜组的焦距与视场的乘积等于光电探测器探测面的面积，以下简称为待测光学装置。本系统包括支撑结构、平行光管和光电经纬仪，光电经纬仪配有可调节方位角和俯仰角的望远镜。所述平行光管包括主反射镜，次反射镜和光源发射装置，光源发射装置包括平顶光纤、可调光衰减器、光纤跳线和激光器。激光器的输出端连接光纤跳线的一端，光纤跳线另一端连接可调光衰减器输入端。可调光衰减器输出端连接平顶光纤的一端，平顶光纤另一端固定于支撑结构，平顶光纤此端为平行光管的光源发射端，此端的端面中心点位于平行光管焦点。平顶光纤数值孔径、光纤跳线数值孔径及平行光管相对孔径三者均相互匹配。主反射镜和次反射镜固定于支撑结构，平顶光纤发射的光达到其上方的次反射镜，次反射镜将光束反射到主反射镜，主反射镜反射的光束为平行光束，该光束的中心线为平行光管的光轴。平行光管配有红色准直的指示光源，指示光源与光源发射装置固定于电动水平导轨。指示光源发出的红色指示光处于平行光管光轴上。本系统还包括二维转台，支撑结构的安装水平面为X、Y平面，平行光管固定于支撑结构、处于X轴一端，其输出光沿支撑结构X轴方向、朝向二维转台；二维转台安装于支撑结构上X轴另一端，为具有竖直Z方向旋转轴和水平Y方向旋转轴的、可调节水平方位角度和竖直俯仰角度的转台。二维转台上安装光电经纬仪，待测光学装置也固定于二维转台上。所述可调光衰减器的光功率衰减值等于或大于50dB，并配有显示衰减量的屏幕。所述平顶光纤发射可见光至中远红外波段的空间分布均匀的光束。所述光纤跳线经光纤接口或法兰盘连接激光器。当激光器为空间输出，配置耦合透镜将输出激光耦合至输出光纤，输出光纤经光纤接口或法兰盘连接光纤跳线。所述二维转台的水平旋转轴和竖直旋转轴均配有手动螺纹调节机构。采用本技术设计的一种光学装置的点源透过率测试系统使用时，先在待测光学装置的接收物镜焦点处用空间光功率计测量光功率值P，则待测光学装置入瞳处的光功率值，即待测光学装置物镜接收表面的光功率值为P0＝P/T；T为待测光学装置的接收物镜的透镜透过率T。调节光电经纬仪的望远镜，使望远镜视场内的平顶光纤中心位于望远镜十字丝中心；调节光电经纬仪转动角度θ，调节二维转台反向转动相同角度θ，使望远镜视场内的平顶光纤中心再次位于光电经纬仪望远镜十字丝中心，此时待测光学装置的光轴偏离平行光管出射平行光线的角度为θ，即平行光束入射待测光学装置接收物镜的入射角为θ。记录此时光电探测器接收的光功率值,即可计算此时待测光学装置的点源透过率PST；继续调节光电经纬仪得到系列θi和对应的点源透过率，绘制待测光学装置的点源透过率曲线，完成本次的侍测光学装置的点源透过率PST的测试。与现有技术相比，本技术一种光学装置的点源透过率测试系统的有益效果是：1、本系统采用平顶光纤和两个反射镜产生均匀平行光，方法简单，且平顶光纤发射可见光至中远红外波段范围的光，光谱应用范围宽，便于工程应用；2、系统采用手动螺纹转台配合光电经纬仪，设备简单，体积小，占地面积小，可操作性强；3、光纤跳线经光纤接口或法兰盘连接激光器，方便接入各种波长激光器；4、可调光衰减器提高点源透过率测量的动态范围，在光电探测器的灵敏度基础上将动态范围至少提高50dB；5、测试原理简单，操作方便，易于实施应用。附图说明图1为本光学装置的点源透过率测试系统实施例的整体结构示意图；图2为本光学装置的点源透过率测试系统实施例的光学装置结构示意图；图3为本光学装置的点源透过率测试系统实施例的平行光管结构示意图。图中标号为1、光电经纬仪，2、待测光学装置，21、接收物镜，22、物镜焦点，23、目镜，24、滤光片，25、聚焦镜，26、光电探测器，3、二维转台，4、支撑结构，5、平行光管，51、主反射镜，52、次反射镜，53、平顶光纤，54、可调光衰减器，55、光纤跳线，56、激光器。具体实施方式为了使本技术技术方案更加清晰，下面结合附图，对本技术做进一步的详细说明。本光学装置的点源透过率测试系统实施例的整体结构示意图如图1所示，包括支撑结构4、平行光管5、二维转台3和光电经纬仪1，支撑结构4的安装水平面为X、Y平面，平行光管5固定于支撑结构4、处于X轴一端，其输出光沿支撑结构4的X轴方向；二维转台3安装于支撑结构4上X轴另一端，二维转台3配有手动螺纹调节机构的竖直Z方向的旋转轴和水平Y方向的旋转轴，可调节水平方位角度和竖直俯仰角度。二维转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学装置的点源透过率测试系统，本系统测试的光学装置包括透镜组及光电探测器，透镜组为为一个透镜、或者多个透镜的组合、或者多个透镜与滤光片的组合，光学装置具有单一的直线光轴，光电探测器位于透镜组的焦点上，光电探测器的探测面的大小决定了透镜组的焦距与视场，即透镜组的焦距与视场的乘积等于光电探测器探测面的面积，以下简称为待测光学装置；本系统包括支撑结构(4)、平行光管(5)和光电经纬仪(1)；/n所述光电经纬仪(1)配有可调节方位角和俯仰角的望远镜；/n所述平行光管(5)包括主反射镜(51)，次反射镜(52)和光源发射装置，光源发射装置包括平顶光纤(53)、可调光衰减器(54)、光纤跳线(55)和激光器(56)；激光器(56)的输出端连接光纤跳线(55)的一端，光纤跳线(55)另一端连接可调光衰减器(54)输入端；可调光衰减器(54)输出端连接平顶光纤(53)的一端，平顶光纤(53)另一端固定于支撑结构(4)，平顶光纤(53)此端为平行光管(5)的光源发射端，此端的端面中心点位于平行光管(5)焦点；平顶光纤(53)数值孔径、光纤跳线(55)数值孔径及平行光管(5)相对孔径三者均相互匹配；主反射镜(51)和次反射镜(52)固定于支撑结构(4)，平顶光纤(53)发射的光达到其上方的次反射镜(52)，次反射镜(52)将光束反射到主反射镜(51)，主反射镜(51)反射的光束为平行光束，该光束的中心线为平行光管(5)的光轴；平行光管(5)配有红色准直的指示光源，指示光源与光源发射装置固定于电动水平导轨；指示光源发出的红色指示光处于平行光管(5)光轴上；其特征在于：/n本系统还包括二维转台(3)；/n所述支撑结构(4)的安装水平面为X、Y平面，平行光管(5)固定于支撑结构(4)、处于X轴一端，其输出光沿支撑结构(4)X轴方向；二维转台(3)安装于支撑结构(4)上X轴另一端，为具有竖直Z方向旋转轴和水平Y方向旋转轴的、可调节水平方位角度和竖直俯仰角度的转台；二维转台(3)上安装光电经纬仪(1)，待测光学装置(2)也固定于二维转台(3)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种光学装置的点源透过率测试系统，本系统测试的光学装置包括透镜组及光电探测器，透镜组为为一个透镜、或者多个透镜的组合、或者多个透镜与滤光片的组合，光学装置具有单一的直线光轴，光电探测器位于透镜组的焦点上，光电探测器的探测面的大小决定了透镜组的焦距与视场，即透镜组的焦距与视场的乘积等于光电探测器探测面的面积，以下简称为待测光学装置；本系统包括支撑结构(4)、平行光管(5)和光电经纬仪(1)；
所述光电经纬仪(1)配有可调节方位角和俯仰角的望远镜；
所述平行光管(5)包括主反射镜(51)，次反射镜(52)和光源发射装置，光源发射装置包括平顶光纤(53)、可调光衰减器(54)、光纤跳线(55)和激光器(56)；激光器(56)的输出端连接光纤跳线(55)的一端，光纤跳线(55)另一端连接可调光衰减器(54)输入端；可调光衰减器(54)输出端连接平顶光纤(53)的一端，平顶光纤(53)另一端固定于支撑结构(4)，平顶光纤(53)此端为平行光管(5)的光源发射端，此端的端面中心点位于平行光管(5)焦点；平顶光纤(53)数值孔径、光纤跳线(55)数值孔径及平行光管(5)相对孔径三者均相互匹配；主反射镜(51)和次反射镜(52)固定于支撑结构(4)，平顶光纤(53)发射的光达到其上方的次反射镜(52)，次反射镜(52)将光束反射到主反射镜(51)，主反射镜(51)反射的光束为平行光束，该光束的中心线为平行光管(5)的光轴；平行光管(5)配有红色准直的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马拥华，孙晖，杨乾远，刘金标，蒋相，刘学，周远文，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十四研究所，
类型：新型
国别省市：广西;45