專利名稱：一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于空間光學技術領域中涉及的一種空間遙感儀器中用 來標定視場分束器的視場模擬裝置。
背景技術：
在空間遙感成像儀中，要完成400nm—2500nm波長范圍的光譜成 像，采用視場分束器將空間遙感成像儀望遠系統(tǒng)焦面上不同視場的光 分成三束，分別進入可見近紅外光譜儀、短波紅外光譜儀和PAN探測 器，從而實現(xiàn)三個儀器同時觀測的目的。視場分束器是空間遙感成像 儀的關鍵技術。由于視場分束器位于望遠鏡和兩個光譜儀的焦平面 處，很多個光學和機械元件都裝在一個極狹小的空間，加工、裝調(diào)精 度要求非常高，像元配準難，必需用視場模擬器，作為調(diào)試和標定視 場分束器的基準，為此研制了空間遙感成像儀視場模擬器，作為調(diào)試 和標定視場分束器的專用設備。經(jīng)檢索我們沒有査到相關資料的報 導。發(fā)明內(nèi)容為了深入開展超光譜成像技術的研究，本發(fā)明的目的在于提供一 種可準確模擬空間遙感成像儀望遠鏡的像方遠心光路和成像立體角， 能1: 1地將物面模擬三個視場的光線投射到被標定的視場分束器上，用以調(diào)試和標定空間遙感成像儀的視場分束器。本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種標定空間遙感成像儀的 視場模擬器，解決技術問題的技術方案如圖l所示包括鎢燈座l、鎢燈光源2、聚光鏡3、聚光鏡座4、模擬狹縫5、模擬狹縫座6、平 面反射鏡7、平面反射鏡座8、凹球面反射鏡9、凹球面反射鏡座10、 凸球面反射鏡ll、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡13、凹球面反 射鏡座14、儀器底座15、分束器安裝座16。鎢燈光源2裝在鎢燈座1上，置于聚光鏡3的前面，聚光鏡3 安裝在聚光鏡座4上，聚光鏡3和安裝在平面反射鏡座8上的平面反 射鏡7的反射面相對安裝；在聚光鏡3和平面反射鏡7的光路中置有 模擬狹縫5，模擬狹縫5的結構如圖2所示，上面帶有三條竪直狹縫 a、 b、 c;模擬狹縫5裝在模擬狹縫座6上；平面反射鏡7和凹球面 反射鏡9的反射面相對安裝，平面反射鏡7裝在平面反射鏡座8上， 凹球面反射鏡9裝在凹球面反射鏡座10上，凸球面反射鏡11裝在凸 球面反射鏡座12上，凹球面反射鏡9和凸球面反射鏡11的反射面相 對安裝；凹球面反射鏡13，裝在凹球面反射鏡座14上，凸球面反射 鏡11和凹球面反射鏡13的反射面相對安裝。分束器安裝座16裝在 凹球面反射鏡13的反射光路上，位于凹球面反射鏡13的焦面處；鴿 燈光源座l、反射聚光鏡座4、模擬狹縫座6、平面反射鏡座8、凹球 面鏡座10、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡座14、分束器安裝座 16都分別用螺釘裝在儀器底座15上。工作原理說明視場模擬器作為調(diào)試、標定和檢測空間遙感成像 儀視場分束器的基準，它用模擬狹縫5模擬了來自地面目標空間遙感 成像儀中可見近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光譜儀狹縫和PAN探測器 所對應物方三個不同視場的光線和物方視場，通過三反射球面光學系統(tǒng)將物方的模擬狹縫成像在像方焦面用以調(diào)試、標定和檢測空間遙感 成像儀視場分束器。視場模擬器選擇三反射球面光學系統(tǒng)，能很好地消除像差，使焦平面彌散斑直徑小于5 u m，目視分辨率150 lp/mm， 能夠1: 1地模擬超光譜成像儀望遠鏡的像方遠心光路和成像立體角。 本發(fā)明的積極效果在三反射球面光學系統(tǒng)的像方焦面得到三個 一定間隔的三條亮縫。將視場分束器安裝在分束器安裝座16上，視 場模擬器的像方焦面位置，用以調(diào)試、標定和檢測視場分束器的可見 近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光譜儀狹縫、PAN探測器的位置，以實 現(xiàn)空間遙感成像儀全色成像的目的。


圖l是本發(fā)明的結構示意圖； 圖2是掛1中模擬狹縫5的結構示意圖；具體實施方式
本發(fā)明按圖1圖2所示的結構實施，圖1和圖2包括鎢燈座1、 鎢燈光源2、聚光鏡3、聚光鏡座4、模擬狹縫5、模擬狹縫座6、平 面反射鏡7、平面反射鏡座8、凹球面反射鏡9、凹球面鏡座10、凸 球面反射鏡ll、凸球面反射鏡座12、凹球面反射鏡13、凹球面反射 鏡座14、儀器底座15、分束器安裝座16。鎢燈光源2采用24V50W 的鎢燈裝在鋼板做的鎢燈座1上，鎢燈座1和聚光鏡3都裝在儀器底 座15上，調(diào)整反射聚光鏡3的位置，使光線均勻照明模擬狹縫5， 模擬狹縫5是一個暗背景、亮光縫的分劃板，其上刻有精確模擬視場間隔的三個光刻狹縫a、 b、 c如圖2所示，a縫是可見近紅外光譜儀 狹縫的模擬光縫，b縫是短波紅外光譜儀狹縫的模擬光縫，c縫是全 色成像儀像面的模擬光縫。模擬狹縫5的精度是至關重要的，它們之 間的相對位置準確與否直接影響視場分束器的調(diào)整精度。模擬狹縫5 的三個縫寬取決于視場分束器的可見近紅外光譜儀狹縫、短波紅外光 譜儀狹縫、PAN探測器像面的寬度。模擬狹縫5的間隔決定了視場分 束器的視場間隔，它的選擇要適中。首先視場間隔不能太大，視場間 隔過大會增大望遠鏡視場角，導致增大望遠鏡的體積。同時由于飛行 器偏航及地球自轉的影響，過大的視場間隔也會增加不能匹配的像元 數(shù)；另一方面，視場間隔也不能過小，因為在視場分離處要放置兩個 刀口反射鏡、兩個狹縫以及全色成像儀焦平面組件，視場間隔過小， 會給這些元件設計、制造帶來很大困難。綜合兩方面因素，取視場間 隔為1.4腿。因此，模擬狹縫的間隔也就確定為1.4腿±0.002隱。由于模擬狹縫5位于焦面，模擬狹縫5上的任何微小疵病都被系 統(tǒng)成像在探測器上，為保證視場分離的精確度，三個狹縫的各項誤差 要求嚴格，縫寬誤差0.002 mm、平行度為0. 001 mm、狹縫邊緣平直 清晰局部缺陷不大于0.5um。平面反射鏡座8、凹球面鏡座IO、凸 球面反射鏡座12、凹球面反射鏡座14都用鑄造鋁合金加工，都分別 用螺釘固定在儀器底座15上，分束器安裝座16也安裝在像方焦面處 的儀器底座15上。調(diào)好光學位置后，打銷釘定位。儀器底座15釆 用鑄造鋁合金加工，各光學組件都安裝在底座同一平面上，并按給定 的基準， 一次性精密加工各光學組件的安裝定位孔。各光學組件底座 的螺釘孔加工成長形孔，以便于各光學組件的位置調(diào)整定位。
權利要求
1、一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，其特征在于包括鎢燈座(1)、鎢燈光源)(2)、聚光鏡(3)、聚光鏡座(4)、模擬狹縫(5)、模擬狹縫座(6)、平面反射鏡(7)、平面反射鏡座(8)、凹球面反射鏡(9)、凹球面反射鏡座(10)、凸球面反射鏡(11)、凸球面反射鏡座(12)、凹球面反射鏡(13)、凹球面反射鏡座(14)、儀器底座(15)、分束器安裝座(16)；鎢燈光源(2)裝在鎢燈座(1)上，置于聚光鏡(3)的前面，聚光鏡(3)安裝在聚光鏡座(4)上，聚光鏡(3)和安裝在平面反射鏡座(8)上的平面反射鏡(7)的反射面相對安裝；在聚光鏡(3)和平面反射鏡(7)的光路中置有模擬狹縫(5)，上面帶有三條竪直狹縫a、b、c；模擬狹縫(5)裝在模擬狹縫座(6)上；平面反射鏡(7)和凹球面反射鏡(9)的反射面相對安裝，平面反射鏡(7)裝在平面反射鏡座(8)上，凹球面反射鏡(9)裝在凹球面反射鏡座(10)上，凸球面反射鏡(11)裝在凸球面反射鏡座(12)上，凹球面反射鏡(90和凸球面反射鏡(11)的反射面相對安裝；凹球面反射鏡(13)，裝在凹球面反射鏡座(14)上，凸球面反射鏡(11)和凹球面反射鏡(13)的反射面相對安裝；分束器安裝座(16)裝在凹球面反射鏡(13)的反射光路上，位于凹球面反射鏡(13)的焦面處；鎢燈光源座(1)、反射聚光鏡座(4)、模擬狹縫座(6)、平面反射鏡座(8)、凹球面鏡座(10)、凸球面反射鏡座(12)、凹球面反射鏡座(14)、分束器安裝座(16)都分別用螺釘裝在儀器底座(15)上。
全文摘要
一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，屬于空間光學技術領域中涉及的一種視場模擬裝置。要解決的技術問題是提供一種標定空間遙感成像儀的視場模擬器，解決的技術方案包括鎢燈光源、聚光鏡、模擬狹縫、平面反射鏡、凹球面反射鏡、凸球面反射鏡、凹球面反射鏡、儀器底座、分束器安裝座。鎢燈光源，置于聚光鏡的前面，聚光鏡和平面反射鏡的反射面相對安裝；在聚光鏡和平面反射鏡的光路中置有模擬狹縫，平面反射鏡和凹球面反射鏡的反射面相對安裝，凹球面反射鏡和凸球面反射鏡的反射面相對安裝；凸球面反射鏡和凹球面反射鏡的反射面相對安裝；分束器安裝座裝在凹球面反射鏡的反射光路上，位于凹球面反射鏡的焦面處；所有鏡座都裝在儀器底座上。
文檔編號G01M11/00GK101216367SQ20071030035
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權日2007年12月29日
發(fā)明者顏昌翔, 馬仁宏 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所