專利名稱：標準星光模擬器及含有該模擬器的雜散光pst光學檢測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種標準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學 檢測系統。
背景技術：
星光模擬器是一種計量基準的標準源，主要是為了設立標準星等光度量。 作為一種地面標定設備，星模擬器模擬出微弱的星光照度，星角直徑以及光譜 特性，用以測試及標定恒星、衛星探測器、星敏感器對不同星等、光譜特性的 空間目標的敏感性，滿足星光探測器，星敏感器地面模擬試驗的需要。目前， 星模擬器已成為星光探測器、星敏感器等地面標定試驗關鍵儀器。
隨著對星光探測器的探測能力及精度要求越來越高，這必然對地面的標定 設備星模擬器也提出了更高的要求。從國內外相關領域的研究看，微弱光的產
生國外主要采用以下幾種方式
1) 準直光管焦面上放置針孔，光源照明后產生模擬星點像，此方案無法定 量標定，且模擬的星等較低；
2) 用光纖將光引導到準直光管焦面上，通過加中性衰減片調節光通量，模 擬出-2 8等星的星光，此方案無法定量標定，且采用光纖導光，光纖的彎曲， 衰減等因素對系統精度影響較大。
3) 采用先進的液晶光閥技術，由計算機給出的模擬星圖實時地送到高分辨 率液晶顯示屏上，照明系統照亮液晶屏產生模擬星點，再由光管送到星敏感器 上以完成其星圖位置的比較測量。此方法實時性高，圖案靈活，但液晶屏分辨 率低，對比度低，模擬出的角直徑大，且無法定量標定。
而在國內科研眾多的科研機構中，多數采用液晶光閥技術，但從總體上來 說，該技術所模擬出的星等仍然較低，難以滿足高星等微弱星光的模擬，且極 弱光情況下的標定存在很大的困難。
雜散光水平是光學系統的一項重要指標，雜散光降低了光學系統像面的襯
3度及信噪比，在像面上產生光斑，對象質產生影響，嚴重時會導致系統失效。 雜散光水平直接影響了探測能力的提高，因此光學系統的雜光設計和檢測勢在 必行。從國內外的相關領域的研究看，對雜光水平的評價和檢驗主要通過對點
源透過率(PST)和雜光系數(V)兩種參數的測試解決。點源透過率(PST)定
義為戶sr(^^^(^^。其中&⑨是由離軸角e的光源引起的探測器上的輻照
度；E是在垂直于該點源的輸入孔徑上的輻照度。
不論是國內還是國外，要想同時達到模擬出更高星等的微弱星光以及解決 極弱光情況下的定量標定都尚未得到很好的滿足。
實用新型內容
為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種可大幅 擴大模擬星等的范圍、在極弱光環境下可精確測量標定、測量精度高的標準星 光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學檢測系統。
本實用新型的技術解決方案是本實用新型提供了一種標準星光模擬器， 其特殊之處在于該標準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以 及準直系統；所述可變光闌設置在光源的入射光路上；所述勻光器設置于可變 光闌的輸出光路上；所述星點板設置在勻光器之上；所述準直系統設置于星點 板的輸出光路上。
上述標準星光模擬器還包括光度計量設備，所述光譜計量設備設置于勻光 器上。
上述光度計量設備是照度計、光電池或光譜輻射度計。 上述星點板上設置有星點孔，所述星點孔是一個或多個。 上述光源卣鎢燈或氙燈光源。
上述準直系統是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠光學系統。 一種含有標準星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統，其特殊之處在于-該光學檢測系統包括標準星光模擬器、載物臺以及光電探測器、光陷阱；所述 光電探測器設置在標準星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺設置于光電探測 器和標準星光模擬器之間。
上述光學檢測系統還包括光陷阱，所述光學檢測系統整體置于光陷阱中。上述載物臺是二維載物臺。
上述光電探測器是高靈敏度光電探測器。
上述光陷阱是黑布、遮光罩或暗箱。
本實用新型的優點是
1、 可大幅擴大模擬星的范圍。本實用新型采用可變光闌進行調節光通量， 與使用中性衰減片組組合調節光通量相比，可變光闌的連續調光量動態范圍大， 提高了模擬星等的范圍和精度。同時本實用新型還采用星點板加準直器，模擬 出無窮遠處星光，星點板口徑很小，可以模擬出極弱光光照度值，并通過外推 的方法能使模擬星等數大大提高。可替換使用不同的星點板或小孔，以滿足不 同的需要，并可在一塊星點板上開多個星點孔，以實現星圖的模擬，大幅度的 擴大了模擬星的范圍。
2、 在極弱光條件下可精確測量標定。本實用新型采用勻光器，保證了勻光 器內光分布的均勻性，同時配合光度計量設備，使得出口處光量可精確測量。 很好的解決了沒有弱光標準下的測量標定問題。
3、 測量精度高。本實用新型配合標準高靈敏度探測器，可以對長焦距光學
系統進行雜散光PST測試，其測試動態范圍大，動態范圍可達10個量級。通過 增加濾光片，使得系統可進行全色，單色的PST測試，通過更換不同小孔進行 交叉定標，標定精度較高，且受溫度等環境因數影響小，并且可以由計算機方 便靈活的管理測量和標定過程。
圖1為本實用新型所提供標準星系統的較佳結構示意圖； 圖2為本實用新型所提供的雜散光PST光學檢測系統結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型提供了一種標準星光模擬器，該標準星光模擬器包括 光源l、可變光闌2、勻光器3、星點板5以及準直系統6，可變光闌2設置在 光源1的入射光路上；勻光器3設置于可變光闌2的輸出光路上；星點板5設 置在勻光器3之上；準直系統6設置于星點板5的輸出光路上。
該標準星光模擬器除包括以上器件外還包括光度計量設備4，光度計量設備4設置于勻光器3某一開口上。
星點板5上可設置有星點孔，星點孔是一個或多個。
光源系統l是可以使用直流穩壓穩流電光源如鹵鎢燈，氙燈等。 準直系統6是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠光學系統，各 種攝影鏡頭。
光源1通過光源系統產生的光通過可變光闌2進入勻光器3，通過調節可變 光闌2，使得進光量可變，以實現勻光器3出口處光亮度的改變，從而模擬出不 同的星光照度。
在勻光器3上安裝光度計量設備4，由于勻光器3內光分布均勻，通過光度 計量設備可測量光特性以及觀測色溫等性能的變化，以提供反饋，同時解決了 極弱光情況下標定問題。光經過勻光器3出口處的星點板5照射到準直系統6， 模擬出無窮遠處星光，微米量級的星點板5口徑，配合可變光闌2的調節，使 得模擬的星等大大提高，并可以外推出更高的星等。很好的模擬出高星等微弱 光。同時可在星點板5上開多個星點孔，則可實現多星點圖的模擬。
標定方法根據以下公式 4 F
其中d為星點孔直徑，F為準直系統6的焦距，L為勻光器3的出口亮度，由光 度計量設備4完成測量。T為準直系統的光學透過率。
本實用新型在提供一種標準星光器模擬器的同時，還提供了 一種含有標準 星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統，該光學檢測系統包括標準星光模擬器、 載物臺8以及光電探測器9，光電探測器9設置在標準星光模擬器的輸出光路上； 載物臺8設置于光電探測器9和標準星光模擬器之間。該光學檢測系統還可以 包括光陷阱10以及濾色片7，光學檢測系統整體置于光陷阱10中，濾色片7置 于勻光器出口處。
光學檢測系統中所提到的載物臺是二維載物臺，可以在二維方向作俯仰， 水平轉動。
光電探測器9是高靈敏度光電探測器。該高靈敏度光電探測器是最小可探測光功率應小于<formula>formula see original document page 7</formula>的高靈敏度光電探測器。
光陷阱io是黑布、遮光罩或暗箱。
本實用新型所提供的雜散光PST光學檢測系統在進行PST測試時，首先將 待測光學系統置于載物臺8上，用較大口徑的小孔替換星點板5，使可變光闌2 達全開狀態，以產生最大入射光照度。星模擬器出射的光進入被測光學系統， 配以高靈敏度探測器9，既可進行PST測試，又可在勻光器3出口處增加濾光 片7對被測光學系統在多色或單色光下的雜散光特性進行測量。
權利要求1、一種標準星光模擬器，其特征在于所述標準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以及準直系統；所述可變光闌設置在光源的入射光路上；所述勻光器設置于可變光闌的輸出光路上；所述星點板設置在勻光器之上；所述準直系統設置于星點板的輸出光路上。
2、 根據權利要求1所述的標準星光模擬器，其特征在于所述標準星光模 擬器還包括光度計量設備，所述光譜計量設備設置于勻光器上。
3、 根據權利要求2所述的標準星光模擬器，其特征在于所述光度計量設備是照度計、光電池或光譜輻射度計。
4、 根據權利要求1或2或3所述的標準星光模擬器，其特征在于所述星點板上設置有星點孔，所述星點孔是一個或多個。
5、 根據權利要求4所述的標準星光模擬器，其特征在于所述光源是鹵鎢燈或氙燈光源。
6、 根據權利要求5所述的標準星光模擬器，其特征在于所述準直系統是離軸拋物面平行光管、折射式平行光管或望遠光學系統。
7、 一種含有權利要求1所述的標準星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統， 其特征在于所述光學檢測系統包括標準星光模擬器、載物臺以及光電探測器、 光陷阱；所述光電探測器設置在標準星光模擬器的輸出光路上；所述載物臺設 置于光電探測器和標準星光模擬器之間。
8、 根據權利要求7所述的標準星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統，其特征在于所述光學檢測系統還包括光陷阱，所述光學檢測系統整體置于光陷阱中。
9、 根據權利要求8所述的標準星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統，其 特征在于所述載物臺是二維載物臺。
10、 根據權利要求7或8或9所述的標準星光模擬器的雜散光PST光學檢 測系統，其特征在于所述光電探測器是高靈敏度光電探測器。
11、 根據權利要求IO所述的標準星光模擬器的雜散光PST光學檢測系統，其特征在于所述光陷阱是黑布、遮光罩或暗箱。
專利摘要本實用新型涉及一種標準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學檢測系統，該標準星光模擬器包括光源、可變光闌、勻光器、星點板以及準直系統；可變光闌設置在光源的入射光路上；勻光器設置于可變光闌的輸出光路上；星點板設置在勻光器之上；準直系統設置于星點板的輸出光路上。本實用新型提供了一種可大幅擴大模擬星等的范圍、在極弱光環境下可精確測量標定、測量精度高的標準星光模擬器以及含有該模擬器的雜散光PST光學檢測系統。
文檔編號G01C25/00GK201348508SQ20082018460
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者馮廣軍, 李英才, 樊學武, 汶德勝, 車弛騁, 陳榮利, 臻 馬 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所