一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置的制作方法

本实用新型涉及光电成像器件性能测试领域，具体涉及一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置。

背景技术：

空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限，即对细微结构的分辨率，是紫外像增强器的关键参数指标之一，其性能好坏决定紫外像增强器的成像质量。由于像增强器的测试设备专业性较强，国外像增强器的生产厂家都是自己研制相关的测试设备对像增强器的分辨率进行评估测试，市场上尚无商业化测试设备。国内有相关单位对紫外像增强器的测试装置进行了研究，目前有两种测试装置，一种采用全反射镜的光学系统，包括球面反射镜和平面反射镜等，另一种采用离轴抛物面反射镜加折反射式成像物镜组方式的光学系统，这两种紫外像增强器的测试装置存在缺陷主要如下：第一种由于使用球面反射镜，具有加工装调容易等优点，但球差较大且难校正。第二种由于使用离轴反射系统，具有成像质量好，且无遮拦，系统光学增益也容易满足，但是其非球面反射镜加工、检验都比较困难，且系统装调难度较大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种色差小、球差小、加工简单、易装调、结构紧凑、操作简单的日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置，以克服全反射光学系统的测试装置球差较大，非球面反射光学系统的测试装置中非球面镜加工、检验比较困难，系统装调难度较大的问题。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：

一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置，包括依次设置的紫外光源、毛玻璃片、分辨率测试靶、第一平行光管、紫外窄带滤光片、通光孔径从0.5mm-10mm可调的光阑和第二平行光管，还包括管状壳体、显微镜、支座、导轨和多维调节架；所述显微镜和日盲紫外像增强器设置于多维调节架上；所述多维调节架、紫外光源和管状壳体设置在支座上，所述支座设置在导轨上，用于支撑多维调节架和紫外光源的支座在导轨上轴向移动；

所述第一平行光管、第二平行光管和管状壳体构成光学成像系统，所述所述第一平行光管、第二平行光管设置在管状壳体中，所述紫外窄带滤光片和光阑插入管状壳体中，所述光学成像系统成像放大率为1：1，所述第一平行光管包括依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜，所述第二平行光管包括依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜，所述第一透镜、第二透镜、第四透镜、第五透镜、第七透镜、第八透镜是由CaF₂制成的正透镜，所述第三透镜和第六透镜是由石英制成的凹透镜。

所述紫外光源可以由氘灯构成，辐射波段范围为110nm-400nm。

所述毛玻璃片可以是采用透紫外光的JGS1石英玻璃材料制成的毛玻璃片。

所述分辨率测试靶可以是采用JGS1石英玻璃材料光刻制成的USAF1951分辨率板，透过波段范围为185nm-2500nm。

本实用新型还提供了一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试方法，包括以下步骤：

1)打开电源，给紫外光源和被测日盲紫外像增强器供电，等待10分钟，让紫外光源和日盲紫外像增强器处于稳定状态；

2)调节光阑，使通光孔径最大，同时在轨道上移动载有紫外光源的支座，提高分辨率测试靶标像亮度；

3)使用白纸片在光学成像系统输出端与像增强器之间移动，让靶标像呈现在白纸片上，观察靶标像清晰度变化情况，粗判靶标像面的位置；

4)在轨道上移动载有日盲紫外像增强器的支座，使日盲紫外像增强器的阴极面初步处于靶标像面；

5)装入紫外窄带滤光片，调节光阑到合适的尺寸；

6)移走紫外像增强器阴极遮光保护罩；

7)调节多维调节架一，使日盲紫外像增强器前后移动，同时观察像增强器荧光屏上的靶标像，精调日盲紫外像增强器的位置，直到图像清晰，所述多维调节架一为搭载日盲紫外像增强器的多维调节架；

8)移动载有显微镜的支座，通过目镜观察荧光屏上的靶标像清晰度变化情况，粗调显微镜的位置；

9)移动多维调节架二，使显微镜前后移动，同时通过目镜观察荧光屏上的靶标像，精调显微镜的位置，直到图像清晰，所述多维调节架二为搭载显微镜的多维调节架；

10)再次调节多维调节架一，使紫外像增强器前后移动，同时调节多维调节架二，通过目镜观察荧光屏上的靶标像变化情况；

11)多次重复步骤10)，直到通过显微镜得到的最小图组所对应的数值即为像增强器的空间分辨率

本实用新型的有益效果是：能够使测试装置采用多片正、负透镜组合成的折射光学系统，其中正负透镜选用不同的折射率材料，具有色差小、球差小、加工简单、易装调、结构紧凑、操作简单等优点。本实用新型主要用于日盲紫外像增强器的空间分辨率测试，同时还可以用于紫外条纹变像管等光电器件的空间分辨率测试。该测试装置通过更换辐射波段到可见光的光源，还可用于可见光像增强和可见光条纹变像管等其他光电探器件的空间分辨率测试，市场前景广阔，因而具有极强的经济效益及社会效益。

附图说明

图1为本实用新型日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置实施例的结构示意图；

图2为本实用新型分辨率测试靶图案示意图。

附图标记：1-紫外光源，2-毛玻璃片，3-分辨率测试靶，4-第一透镜，5-第二透镜，6-第三透镜，7-第四透镜，8-紫外窄带滤光片，9-光阑，10-第五透镜，11-第六透镜，12-第七透镜，13-第八透镜，14-日盲紫外像增强器，15-显微镜，16-多维调节架一，17-支座，18-导轨，19-多维调节架二，20-管状壳体

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：

如图1所示的一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置，包括依次设置的紫外光源1、毛玻璃片2、分辨率测试靶3、第一平行光管、紫外窄带滤光片8、光阑9、第二平行光管、日盲紫外像增强器14、显微镜15，还包括管状壳体20、支座17、导轨18、多维调节架一16和多维调节架二19；所述显微镜15和日盲紫外像增强器14分别设置于多维调节架二19、多维调节架一16上，多维调节架可以实现五维调节，便于使被测像增强器阴极面置于测试系统的焦面上；所述多维调节架一16、多维调节架二19、紫外光源1和管状壳体20设置在支座17上，所述支座17设置于导轨18上，用于支撑多维调节架一16、多维调节架二19架、紫外光源1的支座17在导轨18轴向移动；显微镜15设置于多维调节架二19上，用于观察像增强器荧光屏上的分辨率测试靶像。光阑9通光孔径从0.5mm-10mm可调，从而调节入射到紫外像增强器的紫外光强度。所述窄带紫外滤光片可降低系统的色差。

所述紫外光源1由氘灯构成，辐射波段范围为110nm-400nm。

所述毛玻璃片2是采用透紫外光的JGS1石英玻璃材料制成的毛玻璃片2，使不均匀的紫外点光源转换成均匀的面光源照射到分辨率板上。

所述分辨率测试靶3是采用JGS1石英玻璃材料光刻制成的USAF1951分辨率板，透过波段范围为185nm-2500nm。

所述第一平行光管、第二平行光管和管状壳体20构成光学成像系统，所述所述第一平行光管、第二平行光管设置在管状壳体20中，所述紫外窄带滤光8片和光阑9插入管状壳体20中，所述光学成像系统成像放大率为1：1，总焦距202.8mm，视场直径Φ50mm，相对孔径1/8，畸变<0.1％，景深±0.1mm。所述第一平行光管包括依次设置的第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6、第四透镜7，其焦距为309mm，口径为53mm。第一透镜4入射面曲率半径为58.48，另一面为-792.5；第二透镜5入射面曲率半径为195.88，另一面为34360；第三透镜6入射面曲率半径为-174.58，另一面为54.95；第四透镜7入射面曲率半径为259.4，另一面为-291.7。所述第二平行光管包括依次设置的第五透镜10、第六透镜11、第七透镜12、第八透镜13，第二平行光管作为系统的成像物镜，焦距为300mm，口径为53mm，第五透镜10入射面曲率半径为347.5，另一面为-165.72；第六透镜11入射面曲率半径-44.27，另一面为183.65；第七透镜12入射面曲率半径为2333，另一面为-115.88；第八透镜13入射面曲率半径为-225.9，另一面为-47.86。所述第一透镜4、第二透镜5、第四透镜7、第五透镜10、第七透镜12、第八透镜13是由CaF₂制成的正透镜，所述第三透镜6和第六透镜11是由石英制成的凹透镜。

下表为光学系统各个透镜的相关参数，单位mm

本实用新型日盲紫外像增强器空间分辨率测试装置的工作流程：首先打开电源，给紫外光源1和被测日盲紫外像增强器14供电，紫外点光源辐射的光经过石英毛玻璃，转换成较均匀的紫外面光源，然后照射到放置在平行光管焦面上的分辨率测试靶3上，光线进入第一透镜4、第二透镜5、第三透镜6、第四透镜7，形成平行的紫外光，光线经过窄带滤光片、光阑9，入射到由第五透镜10、第六透镜11、第七透镜12、第八透镜13组成的物镜，最后把分辨率测试靶3像成在放置在物镜焦面处的像增强器阴极面上。因为像增强器处于工作状态，最终分辨率测试靶3紫外像经过紫外像增强器的转换，变成可见光图像成在像增强器的荧光屏上。如果荧光上的可见光图像不清晰，可以通过多维调节架调节像增强器阴极面的位置，同时用显微镜15对荧光屏的像进行判读，直到像的清晰度达到最佳，表明像增强器的阴极面处于测试系统的焦面上，此时通过显微镜15得到的最小图组所对应的数值就为像增强器的空间分辨率。另外可以通过调节光阑9，可以测试不同光强情况下的日盲紫外像增强器14的图像分辨率。图2是本实用新型一个具体分辨率测试靶图案。

一种日盲紫外像增强器空间分辨率测试方法，包括以下步骤：

1)打开电源，给紫外光源1和被测日盲紫外像增强器14供电，等待10分钟，让紫外光源1和日盲紫外像增强器14处于稳定状态；

2)调节光阑9，使通光孔径最大，同时在轨道上移动载有紫外光源1的支座17，提高分辨率测试靶3标像亮度；

3)使用白纸片在光学成像系统输出端与像增强器之间移动，让靶标像呈现在白纸片上，观察靶标像清晰度变化情况，粗判靶标像面的位置；

4)在轨道上移动载有日盲紫外像增强器14的支座17，使日盲紫外像增强器14的阴极面初步处于靶标像面；

5)装入紫外窄带滤光8片，调节光阑9到合适的尺寸；

6)移走紫外像增强器阴极遮光保护罩；

7)调节多维调节架一16，使日盲紫外像增强器14前后移动，同时眼睛观察像增强器荧光屏上的靶标像，精调日盲紫外像增强器14的位置，直到图像清晰；

8)移动载有显微镜15的支座17，通过目镜观察荧光屏上的靶标像变化情况，粗调显微镜15的位置；

9)移动多维调节架二19，使显微镜15前后移动，同时通过目镜观察荧光屏上的靶标像，精调显微镜15的位置，直到图像清晰；

10)再次调节多维调节架一16，使紫外像增强器前后移动，同时调节多维调节架二19，通过目镜观察荧光屏上的靶标像变化情况；

11)多次重复步骤10)，直到通过显微镜15得到的最小图组所对应的数值就为像增强器的空间分辨率；

装置中的显微镜15也可以换成CCD相机对紫外像增强器荧光屏上靶标像成像，然后传输到电脑，呈现到显示器上观察，其调节方法与显微镜15相同。