一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置及方法制造方法及图纸

一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置及方法，测试装置包括镜头

【技术实现步骤摘要】
一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置及方法，用于探测器的成像性能测试
。

技术介绍

[0002]线列红外探测器是宇航应用中较有特色的一种探测器，主要应用于扫描方式
(
推扫
、
摆扫
、
环扫等
)
成像，其工作原理为在扫描过程中内通过对不同时刻的瞬时视场进行连续采样，多行图像拼接获得扫描区域的图像信息
。
红外探测器的关键成像性能指标调制传递函数
(MTF)
决定了红外遥感载荷在空间维度成像的细节分辨能力，必须通过成像测试来验证，对于线列
TDI
红外探测器，其
MTF
包括线列方向的静态
MTF
和推扫方向的动态
MTF
，需要模拟推扫型宇航光学遥感载荷应用场景，方能完成两个方向的
MTF
测试
。
[0003]目前宇航应用线列红外探测器缺乏可用于成像性能测试的装置，通常成像性能需待红外探测器组件交付且随载荷完成装调后才能开展测试，给载荷的研制带来技术风险和进度风险
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了线列红外探测器的成像性能测试问题
。
[0005]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置，包括镜头
、
电动转台
、
连接工装
、
中测杜瓦组件
、
镜头垂直调节法兰
、
驱动及采集电路
、
上位机；
[0007]镜头将景物汇聚到被测红外探测器光敏元上以实现成像，镜头通过连接工装安装在电动转台上，高度通过镜头垂直调节法兰进行调节与线列红外探测器的中心像元位置重合；被测的线列红外探测器芯片线列方向垂直于水平面封装于中测杜瓦组件内，中测杜瓦组件放置于连接工装上；驱动与采集电路通过电缆分别与中测杜瓦组件和上位机完成连接，为红外探测器提供偏置
、
时序信号，并将采集的探测器输出信号输出至上位机；上位机对驱动及采集电路
、
电动转台进行控制，并能够对采集的图像信息进行显示和处理
。
[0008]本专利技术一实施例中，被测红外探测器光敏元上成像靶面尺寸应大于等于被测红外探测器的有效光敏区域，且镜头的后截距应大于红外探测器芯片到中测杜瓦组件的窗片的距离
。
[0009]本专利技术一实施例中，中测杜瓦组件的冷屏
F
数
≥
镜头的
F
数
。
[0010]本专利技术一实施例中，镜头的光轴方向与电动转台的直径重合
。
[0011]本专利技术一实施例中，中测杜瓦组件放置于连接工装上，保证探测器芯片垂直光轴方向且位于镜头的焦面位置上
。
[0012]本专利技术一实施例中，通过控制探测器组件的自转来模拟载荷推扫成像时探测器与景物的相对运动
。
[0013]本专利技术一实施例中，根据被测探测器的扫描行频和像元尺寸，来计算调整转台的转动速率
。
[0014]本专利技术一实施例中，镜头与被测探测器的相对距离可调节，可适配不同类型的红外探测器封装形式
。
[0015]本专利技术一实施例中，通过图像采集与转台转动的同步，保证采集到的图像为转台转动器件的探测器扫描成像
。
[0016]一种基于所述的成像性能测试装置的测试方法，包括：
[0017]将中测杜瓦组件放置于连接工装上，调节中测杜瓦组件水平位置和镜头垂直位置，使得红外探测器焦面位于理论成像位置；
[0018]为中测杜瓦组件加注液氮；
[0019]待红外探测器焦面温度到温稳定后，利用上位机给驱动及采集电路上电，为红外探测器提供电源
、
偏置和时序；
[0020]通过上位机设置红外探测器的扫描行频
、
像元尺寸
、
像元规模和采集时长；
[0021]通过上位机发送开始成像命令，电动转台以设定的转速开始转动，并同步开始采集图像数据；
[0022]采集时长满后，电动转台自动停止转动，上位机同步停止采集和保存图像数据
。
[0023]本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：
[0024](1)
本专利技术装置适配红外探测器中测杜瓦组件，可以在宇航线列红外探测器研制的早期
(
中测阶段
)
完成成像性能的验证，能够大大降低宇航红外载荷的研制风险
。
[0025](2)
本专利技术装置通过控制探测器组件的自转来模拟载荷推扫成像时探测器与景物的相对运动，装置具有小型化
、
操作简单的特点，能够大大降低宇航应用线列红外探测器成像性能测试的复杂度和成本
。
[0026](3)
本专利技术装置可根据被测探测器的扫描行频和像元尺寸，来计算调整转台的转动速率，灵活适用不同红外探测器的规格和成像参数配置
。
[0027](4)
本专利技术装置镜头与被测探测器的相对距离可调节，可适配不同类型的红外探测器封装形式
。
[0028](5)
本专利技术装置可实现图像采集与转台转动的同步，可以保证采集到的图像为转台转动器件的探测器扫描成像，提升了测试的准确性和效率
。
附图说明
[0029]图1为本专利技术装置的组成示意图
。
[0030]图2为本专利技术装置的操作流程图
。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述
。
[0032]一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置，如图1所示，包括镜头
、
电动转台
、
连接工装
、
中测杜瓦组件
、
镜头垂直调节法兰
、
驱动及采集电路和上位机
。
镜头将景物汇聚到被测红外探测器光敏元上以实现成像，成像靶面尺寸应大于等于被测红外探测器的
有效光敏区域，且镜头的后截距应大于红外探测器芯片到中测杜瓦组件的窗片的距离，镜头通过连接工装安装在电动转台上，光轴方向与平移台的直径重合，高度通过镜头垂直调节法兰进行调节与线列红外探测器的中心像元位置重合；被测的线列红外探测器芯片线列方向垂直于水平面封装于中测杜瓦组件内，中测杜瓦组件的冷屏
F
数
≥
镜头的
F
数，中测杜瓦组件放置于连接工装上，保证探测器芯片垂直光轴方向且位于镜头的焦面位置上；驱动与采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宇航应用线列红外探测器的成像性能测试装置，其特征在于，包括镜头
、
电动转台
、
连接工装
、
中测杜瓦组件
、
镜头垂直调节法兰
、
驱动及采集电路
、
上位机；镜头将景物汇聚到被测红外探测器光敏元上以实现成像，镜头通过连接工装安装在电动转台上，高度通过镜头垂直调节法兰进行调节与线列红外探测器的中心像元位置重合；被测的线列红外探测器芯片线列方向垂直于水平面封装于中测杜瓦组件内，中测杜瓦组件放置于连接工装上；驱动与采集电路通过电缆分别与中测杜瓦组件和上位机完成连接，为红外探测器提供偏置
、
时序信号，并将采集的探测器输出信号输出至上位机；上位机对驱动及采集电路
、
电动转台进行控制，并能够对采集的图像信息进行显示和处理
。2.
根据权利要求1所述的成像性能测试装置，其特征在于，被测红外探测器光敏元上成像靶面尺寸应大于等于被测红外探测器的有效光敏区域，且镜头的后截距应大于红外探测器芯片到中测杜瓦组件的窗片的距离
。3.
根据权利要求1所述的成像性能测试装置，其特征在于，中测杜瓦组件的冷屏
F
数
≥
镜头的
F
数
。4.
根据权利要求1所述的成像性能测试装置，其特征在于，镜头的光轴方向与电动转台的直径重合
。5.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙启扬，谢莉莉，樊奔，张芮萌，谢圣文，柴瑞青，王耕耘，姚瑶，戴立群，卜洪波，程甘霖，吴淞波，张旭，韩立镪，潘卫军，陈瑞明，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：