復合光目標模擬器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種復合光目標模擬器，包括：光源模塊，用于發射至少兩種光；合束模塊，用于對所述至少兩種光進行合束處理形成復合光；投影模塊，用于對所述復合光進行共口徑準直處理，形成目標復合光并進行輸出；通過合束模塊的合束處理再經過共口徑準直處理，輸出的目標復合光能夠為復合光探測設備提供標準目標，以實現復合光探測設備的性能測試，結構簡單，體積小。
【專利說明】
復合光目標模擬器
技術領域
[0001]本發明涉及光學復合探測設備測試領域，尤其涉及一種復合光目標模擬器。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發展，復合光學探測設備的應用已經擴展至臨近空間及外太空，這些系統包括空間偵察系統、臨近空間預警系統、外太空導引打擊系統、星載遙感系統等，這些空間應用的復合光學探測設備必須進行大量的性能測試，以進行循環設計改進.
[0003]目前，國內也開展了一些復合導引系統測試技術研究。中科院安徽光學精密機械研究所研制了一種卡塞格林式的共口徑紅外/毫米波復合導引頭，利用其中的次鏡反射紅外透射微波的性質產生一個共口徑的紅外和毫米波的復合輻射傳輸通道，對目標進行紅外/毫米波復合探測，僅對野外原始目標進行了模擬探測；北京理工大學研制了一種卡塞格林式的共口徑模擬器，與安徽光機所的復合導引頭結構正好形成了一個共軛式的對稱結構形式。
[0004]但是此類模擬器體積較大，不便攜帶。
[0005]此外，對于便攜式的目標模擬器，還沒有共口徑目標模擬器，無法對相關的復合光學探測設備進行性能指標測試。
【發明內容】
[0006]在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0007]為解決上述問題，本發明提出一種體積小，能對復合光探測設備進行性能指標測試的復合光目標模擬器。
[0008]一種復合光目標模擬器，包括:
[0009]光源模塊，用于發射至少兩種光；
[0010]合束模塊，用于對所述至少兩種光進行合束處理形成復合光；
[0011 ] 投影模塊，用于對所述復合光進行共口徑準直處理，形成目標復合光并進行輸出。
[0012]本發明提供的復合光目標模擬器，通過合束模塊的合束處理再經過共口徑準直處理，輸出的目標復合光能夠為復合光探測設備提供標準目標，以實現復合光探測設備的性能測試，結構簡單，體積小。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發明提供的復合光目標模擬器一種實施例的結構示意圖。
[0015]圖2為本發明提供的復合光目標模擬器第二種實施例的結構示意圖。
[0016]圖3為本發明提供的復合光目標模擬器中合束模塊的結構示意圖。
[0017]圖4為本發明提供的復合光目標模擬器中投影模塊一種實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面參照附圖來說明本發明的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或者更多個其他附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0019]參考圖1，本實施例提供一種復合光目標模擬器，包括:
[0020]光源模塊101，用于發射至少兩種光；
[0021]合束模塊102，用于對所述至少兩種光進行合束處理形成復合光；
[0022]投影模塊103，用于對所述復合光進行共口徑準直處理，形成目標復合光并進行輸出。
[0023]本實施例提供的復合光目標模擬器，通過合束模塊的合束處理再經過共口徑準直處理，輸出的目標復合光能夠為復合光探測設備提供標準目標，以實現復合光探測設備的性能測試，結構簡單，體積小。
[0024]進一步地，參考圖2，本實施例提供的復合光模擬器還包括設置在復合光光路上的靶標模塊104，靶標模塊設有靶孔，用于將所述復合光調整為目標形狀。
[0025]作為一種優選的實施方式，革E標模塊104為一組目標形狀模擬革E標板，米用光學塑料或光學玻璃加工而成，外形為圓形薄板，基底材料為石英或光學塑料，在靶標板的中心刻有不同規格的圓孔革G (圓孔直徑可為若干值，可以為0.5mm, lmm, 2mm, 4mm, 5mm等)、十字革巴、四桿靶等形狀，一面制作成毛玻璃形式，一面鍍膜，鍍膜要求為對1.06 μ m±0.1 μ m波段的光具有高透過率，靶標板安裝在裝卡機構上，并可以進行更換。
[0026]進一步地，參考圖2，光源模塊101包括紅外光源105、激光光源106和可見光光源107，紅外光源105用于發射紅外光；激光光源106用于發射激光，可見光光源107用于發射可見光。
[0027]作為一種優選的實施方式，紅外光源105為可實現連續溫度控制的高發射率(大于0.94)小型黑體輻射源，其輻射面采用紫銅制作，保證均勻性，表面采用微錐結構，并氧化發黑，并噴涂高發射率漆，保證發射率。
[0028]作為一種優選的實施方式，激光光源106為1.06 μ m波段的窄帶脈沖激光器，其脈寬可調(最小脈寬小于20ns)，重復頻率可調，調節范圍為1Hz?1000Hz，功率可調，最大輸出功率可達1W。
[0029]作為一種優選的實施方式，可見光光源107為一個鹵素燈，產生可見光波段(0.38 μ m?0.76 μ m)波段的光福射。
[0030]進一步地，本實施例提供的復合光目標模擬器還包括與紅外光源105連接的紅外光控制模塊108、與激光光源106連接的激光控制模塊109以及與可見光光源107連接的可見光控制模塊110 ;紅外光控制模塊108用于控制紅外光源105的輻射功率；激光控制模塊109用于控制激光光源106的功率、脈寬以及重復頻率；可見光控制模塊110用于控制可見光光源107的發光功率。
[0031]作為一種優選的實施方式，紅外光控制模塊108為包括PID控制器、溫度傳感器、程控電源等部件的可調直流電源，PID控制器通過溫度傳感器測量紅外光源的溫度，通過PID算法計算得到輸出，其輸出作為程控電源的輸入，控制程控電源的輸出功率，從而控制紅外光源的溫度，控制紅外光源的輻射功率。
[0032]作為一種優選的實施方式，激光控制模塊109為包括光衰減器和激光驅動器，可以調節及控制激光光源的功率、脈寬、重復頻率等性能指標。
[0033]作為一種優選的實施方式，可見光控制模塊110為可調直流電源，其輸出電壓與可見光光源匹配，通過調整直流電源的輸出功率，可以控制可見光光源的發光功率。
[0034]進一步地，本實施提供的復合光目標模擬器還包括與紅外光控制模塊108、激光控制模塊109以及可見光控制模塊110連接的處理器111 ;用于對紅外光控制模塊108、激光控制模塊109以及可見光控制模塊110進行控制。
[0035]處理器111為高可靠性控制、計算及處理部件，測量及控制軟件在該處理器運行，根據預定的軟件模型，對整個系統實現控制以及與其它設備通信。
[0036]進一步地，復合光目標模擬器還包括聚光模塊112，用于將可見光調整為向同一方向出射，可見光光源107設置在聚光模塊112的焦點處。
[0037]作為一種優選的實施方式，聚光模塊112為旋轉曲面結構，可選曲線包括拋物線、雙曲線及橢圓曲線等，儲存為Φ60_，聚光模塊112的內表面鍍高反射率耐高溫金屬膜，在(0.38 μπι?0.76 μπι)波段具有很高的反射率，可見光光源107放置在聚光模塊112的焦點處，使可見光光源107發出的光線向同一方向出射，提高了光源利用率。
[0038]進一步地，本實施例提供的復合光目標模擬器還包括設置在可見光光路上的勻光模塊113，用于將可見光進行均勻化處理。
[0039]作為一種優選的實施方式，勻光模塊113為在可見光波段(0.38μπι?0.76μπι)的光學器件，尺寸為Φ70_，雙面均制作成毛玻璃形式，可以對可見光光源107發出的光進行勻化，保證可見光均勻照射靶標板。
[0040]進一步地，本實施例提供的復合光目標模擬器還包括設置在激光光路上的擴束模塊114，用于將激光的直徑進行擴大。
[0041]擴束模塊114為激光擴束器，能夠將激光器發出的小直徑激光擴束為均勻的大直徑激光光束，能夠在靶標板上產生不小于8mm的光斑。
[0042]進一步地，合束模塊102包括:
[0043]設置在所述可見光與激光匯集光路上的第一合束模塊115，用于將所述可見光和激光進行合束處理形成第一合束光；
[0044]設置在第一合束光與紅外光匯集光路上的第二合束模塊116，用于將所述第一合束光和所述紅外光進行合束處理形成復合光。
[0045]參考圖3，第一合束模塊115能夠透射可見光波段(0.38 μπι?0.76 μπι)的光線，反射激光(1.06μηι)波段的光線。
[0046]作為一種優選的實施方式，第一合束模塊115尺寸為Φ100_ ;外形為圓形薄板；放置方式為傾斜45°放置。
[0047]透反要求:透過0.38 μ m?0.76 μ m可見光，透過率彡0.95，反射1.06 μ m波段的激光，反射率多0.98。
[0048]第二合束模塊116透射長波紅外波段(8 μ m?12 μ m)光線，反射可見光(0.38μπι~ 0.76μπι)及近紅外(1.06 μπι)波段的光線。
[0049]作為一種優選的實施方式，第二合束模塊116的尺寸為Φ 10mm ;外形為圓形薄板；放置方式為傾斜45°放置；
[0050]透反要求:透過8 μπι?12 μπι紅外光，透過率^ 0.90，反射0.38 μπι?1.06 μπι可見光及激光，反射率多0.90。
[0051 ] 進一步地，投影模塊103包括:
[0052]第一光學元件117，用于透射所述復合光，并反射紅外光以對所述紅外光進行準直；
[0053]第二光學元件118，用于反射紅外光并透射所述可見光和激光；
[0054]第三光學元件119，用于透射所述可見光和所述激光以對所述可見光和激光進行準直；
[0055]第四光學元件120，用于對所述可見光和激光作進一步準直處理。
[0056]復合光透過第一光學元件117后到達第二光學元件118，復合光中的紅外光經第二光學元件118反射到第一光學元件117，又經第一光學元件117反射輸出；可見光和激光均透射第二光學元件118、第三光學元件119和第四光學元件120進行準直處理后輸出，目標復合光包括經第一光學元件117反射的紅外光、經第二光學元件118、第三光學元件119和第四光學元件120準直處理的可見光和激光。
[0057]作為一種優選的實施方式，第一光學元件117為弧面鏡，第二光學元件118為凸透鏡，第三光學元件119的一面為平面，另一面為凹面，第四光學元件120為凸透鏡。
[0058]作為一種優選的實施方式，復合光目標模擬器還包括:
[0059]電源模塊121，用于為各個模塊提供電能；
[0060]連接組件，包括電纜和光纜，用于傳遞電信號和光信號。
[0061]可見光光源107發出可見光，由聚光模塊112進行收集，射向前方，并由勾光模塊113進行勻化，形成均勻性光源；激光光源106發出的激光經擴束模塊114擴束，由和可見光經第一合束模塊115合束后，再由第二合束模塊116與紅外光源105發出的光線合束，形成可見光(380nm?760nm)、激光(1.06 μπι)和紅外光(8 μπι?12 μπι)的復合光，照明革巴標模塊104。再經投影模塊103進行準直后輸出目標復合光，該目標復合光即可為復合光探測設備提供標準目標。
[0062]雖然已經詳細說明了本發明及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本發明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本發明的公開內容將容易理解，根據本發明可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在它們的范圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【主權項】
1.一種復合光目標模擬器，其特征在于，包括: 光源模塊，用于發射至少兩種光； 合束模塊，用于對所述至少兩種光進行合束處理形成復合光； 投影模塊，用于對所述復合光進行共口徑準直處理，形成目標復合光并進行輸出。2.根據權利要求1所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述復合光模擬器還包括設置在復合光光路上的靶標模塊，所述靶標模塊設有靶孔，用于將所述復合光調整為目標形狀。3.根據權利要求1所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述光源模塊包括紅外光源、激光光源和可見光光源，所述紅外光源用于發射紅外光；所述激光光源用于發射激光，所述可見光光源用于發射可見光。4.根據權利要求3所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述復合光目標模擬器還包括與所述紅外光源連接的紅外光控制模塊、與所述激光光源連接的激光控制模塊以及與所述可見光光源連接的可見光控制模塊；所述紅外光控制模塊用于控制所述紅外光源的輻射功率；所述激光控制模塊用于控制激光光源的功率、脈寬以及重復頻率；所述可見光控制模塊用于控制所述可見光光源的發光功率。5.根據權利要求4所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述復合光目標模擬器還包括與所述紅外光控制模塊、激光控制模塊以及可見光控制模塊連接的處理器；用于對所述紅外光控制模塊、激光控制模塊以及可見光控制模塊進行控制。6.根據權利要求3所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述復合光目標模擬器還包括聚光模塊，用于將所述可見光調整為向同一方向出射，所述可見光光源設置在所述聚光模塊的焦點處；和/或， 所述復合光目標模擬器還包括設置在可見光光路上的勻光模塊，用于將所述可見光進行均勻化處理。7.根據權利要求3所述的復合光目標模擬器，其特征在于，復合光目標模擬器還包括設置在激光光路上的擴束模塊，用于將所述激光的直徑進行擴大。8.根據權利要求3所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述合束模塊包括: 設置在所述可見光與激光匯集光路上的第一合束模塊，用于將所述可見光和激光進行合束處理形成第一合束光； 設置在所述第一合束光與紅外光匯集光路上的第二合束模塊，用于將所述第一合束光和所述紅外光進行合束處理形成復合光。9.根據權利要求8所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述投影模塊包括: 第一光學元件，用于透射所述復合光，并反射紅外光以對所述紅外光進行準直； 第二光學元件，用于反射紅外光并透射所述可見光和激光； 第三光學元件，用于透射所述可見光和所述激光以對所述可見光和激光進行準直； 第四光學元件，用于對所述可見光和激光作進一步準直處理。10.根據權利要求1-9任一所述的復合光目標模擬器，其特征在于，所述復合光目標模擬器還包括: 電源模塊，用于為各個模塊提供電能； 連接組件，包括電纜和光纜，用于傳遞電信號和光信號。
【文檔編號】F21V19/00GK105889843SQ201410753606
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月11日
【發明人】張玉國, 孫紅勝, 任小婉, 張林軍, 王加朋
【申請人】北京振興計量測試研究所