一种应用于稳像系统的精太阳敏感器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于稳像系统的精太阳敏感器，包括滤光系统、聚焦透镜以及PSD探测器；其中，所述滤光系统至少包括初级滤光片与次级滤光片；初级滤光片位于精太阳敏感器的正前端，用于反射太阳光热量，并衰减观测波段的入射光线能量；聚焦透镜安装在初级滤光片的后方，将初级滤光后的太阳光汇聚到所述聚焦透镜的焦点位置上；次级滤光片安装在聚焦透镜的焦平面的正前方，对汇聚光线进行二次滤光；PSD探测器安装在聚焦透镜的焦点位置上，用于将太阳光斑能量信号转变成电信号，并由获得的四象限电信号实现入射光线角偏移量的识别。
【专利说明】一种应用于稳像系统的精太阳敏感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳活动监测卫星领域，特别涉及一种应用于太阳高分辨成像仪器稳像系统的精太阳敏感器。
【背景技术】
[0002]随着空间科学的发展以及空间态势感知的探测需求，迫切需要发展太阳监测卫星和高分辨太阳活动成像技术，而用于消除卫星平台抖动引起图像模糊的图像稳定系统是高分辨对日成像观测仪器的重要组成部分。高性能图像稳定系统的核心结构就是高分辨率的精太阳敏感器。
[0003]纵观SOHO、SoIar-B、TRACE、STEREO、SDO等国际上先进的太阳观测卫星，其图像稳定系统的精太阳敏感器从技术的实现方式上可以归结为两类:(I)基于CCD相关跟踪算法的精太阳敏感器；(2)基于四象限边缘传感器(Limb Sensor)的精太阳敏感器。基于CCD相关跟踪算法的精太阳敏感器缺点十分明显，它的相关性算法较复杂、运算量大、需要额外的硬件支撑且不能应用于短波成像系统；基于Limb Sensor的精太阳敏感器统需要额外的导星镜光路系统，Limb Sensor的分立光电二极管对一致性、器件水平和装配工艺要求苛刻。所以发展新型的、轻小型化、高精度、低成本的精太阳敏感器是太阳成像观测的客观需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的精太阳敏感器所存在的缺陷，从而提供一种高精度、低成本、小型化的精太阳敏感器。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种应用于稳像系统的精太阳敏感器，包括滤光系统、聚焦透镜2以及PSD探测器4;其中，所述滤光系统至少包括初级滤光片I与次级滤光片3 ；
[0006]所述初级滤光片I位于精太阳敏感器的正前端，用于反射太阳光热量，并衰减观测波段的入射光线能量；所述聚焦透镜2安装在所述初级滤光片I的后方，将初级滤光后的太阳光汇聚到所述聚焦透镜2的焦点位置上；所述次级滤光片3安装在所述聚焦透镜2的焦平面的正前方，对汇聚光线进行二次滤光；所述PSD探测器4安装在所述聚焦透镜2的焦点位置上，用于将太阳光斑能量信号转变成电信号，并由获得的四象限电信号实现入射光线角偏移量的识别。
[0007]上述技术方案中，所述滤光系统还包括第三级滤光片，所述第三级滤光片位于所述次级滤光片3之后，其用于对经过二次滤光的光线做进一步的滤光。
[0008]上述技术方案中，所述聚焦透镜2采用双透镜结构，透镜焦距为10cm，其在所述PSD探测器4的表面汇聚成直径1_左右的太阳光斑。
[0009]上述技术方案中，所述PSD探测器4为四象限PSD探测器。
[0010]本发明的优点在于
[0011]1.本发明的应用于太阳观测稳像需求的精太阳敏感器通过聚焦透镜加PSD的紧凑型设计方案，使其具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点。
[0012]2.本发明的精太阳敏感器数据采样率至少可达500Hz以上，相比基于CXD相关跟踪算法的精太阳敏感器具有不可比拟的高速数据采样能力。
[0013]3.本发明的精太阳敏感器采用四象限PSD探测器技术，集成度高，避免了传统Limb Sensor式精太阳敏感器对分立光电二极管器件水平、一致性和装配工艺的苛刻要求；同时具有极高的位移分辨能力和角分辨能力，微位移探测能力可达到0.3 μ m，角分辨率可达到 0.5arcsec。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的应用于稳像系统的精太阳敏感器在一个实施例中的结构示意图。图面说明
[0015]I初级滤光片2聚焦透镜
[0016]3次级滤光片4 PSD探测器
【具体实施方式】
[0017]现结合附图对本发明作进一步的描述。
[0018]参考图1，本发明的应用于稳像系统的精太阳敏感器包括:初级滤光片1、聚焦透镜2、次级滤光片3和PSD探测器4 ;其中，所述初级滤光片I位于精太阳敏感器的正前端，用于反射太阳光热量，并 衰减观测波段的入射光线能量；所述聚焦透镜2安装在初级滤光片I的后方，将初级滤光后的太阳光汇聚到聚焦透镜2的焦点位置上，焦斑尺寸约1_ ;所述次级滤光片3安装在聚焦透镜2的焦平面的正前方，对汇聚光线进行二次滤光；所述PSD探测器4安装在聚焦透镜2的焦点位置上，用于将太阳光斑能量信号转变成电信号，并由获得的四象限电信号实现入射光线角偏移量的高速识别。
[0019]下面对应用于稳像系统的精太阳敏感器中的各个部件做进一步的说明。
[0020]所述初级滤光片I与次级滤光片3组成滤光系统，在本实施例中，该滤光系统采用二级滤光结构。所述初级滤光片I将入射太阳光的可见光部分反射，并衰减掉部分入射光线的能量，实现减少热辐射、衰减观测波段入射光线能量的功能；所述次级滤光片3对汇聚光线进行二次滤光，选择精太阳敏感器设计所需要的中心频谱，实现频谱选择的功能。在其他实施例中，滤光系统也可采用诸如三级滤光结构的多级滤光结构，在三级滤光结构中，除了有初级滤光片1、次级滤光片3外，还包括有第三级滤光片，该第三级滤光片位于次级滤光片3之后，其对次级滤光片3做二次滤光后的光线做进一步的滤光，以更好地实现频谱选择的功能。
[0021]所述聚焦透镜2采用双透镜结构，安装在两级滤光片之间，优选地，透镜焦距为10cm，在所述PSD探测器4的表面汇聚成直径Imm左右的太阳光斑。
[0022]所述PSD探测器4为四象限PSD探测器，能够敏感地探测光斑位置。所述PSD探测器4安装在所述聚焦透镜2的焦点位置上，用于将PSD上四象限的太阳光斑能量信号转变成电信号，求出光斑质心偏移中心的距离，进一步得到入射光线的角偏移量。
[0023]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种应用于稳像系统的精太阳敏感器，其特征在于，包括滤光系统、聚焦透镜(2)以及PSD探测器(4);其中，所述滤光系统至少包括初级滤光片(I)与次级滤光片(3)； 所述初级滤光片(I)位于精太阳敏感器的正前端，用于反射太阳光热量，并衰减观测波段的入射光线能量；所述聚焦透镜(2)安装在所述初级滤光片(I)的后方，将初级滤光后的太阳光汇聚到所述聚焦透镜(2)的焦点位置上；所述次级滤光片(3)安装在所述聚焦透镜(2)的焦平面的正前方，对汇聚光线进行二次滤光；所述PSD探测器(4)安装在所述聚焦透镜(2)的焦点位置上，用于将太阳光斑能量信号转变成电信号，并由获得的四象限电信号实现入射光线角偏移量的识别。
2.根据权利要求1所述的应用于稳像系统的精太阳敏感器，其特征在于，所述滤光系统还包括第三级滤光片，所述第三级滤光片位于所述次级滤光片(3)之后，其用于对经过二次滤光的光线做进一步的滤光。
3.根据权利要求1或2所述的应用于稳像系统的精太阳敏感器，其特征在于，所述聚焦透镜(2)采用双透镜结构，透镜焦距为10cm，其在所述PSD探测器(4)的表面汇聚成直径Imm左右的太阳光斑。
4.根据权利要求1或2所述的应用于稳像系统的精太阳敏感器，其特征在于，所述PSD探测器⑷为四象限PSD探测器。
【文档编号】G01C1/00GK104034302SQ201410270381
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】桑鹏, 李保权, 朱龙飞 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心