星敏感器光学系统光谱能量集中度测试设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光学检测领域，设及一种星敏感器光学系统关键参数自动化测试 设备，尤其设及一种对星敏感器光学系统光谱能量集中度进行自动测量的测试设备。
【背景技术】
[0002] 星敏感器是W恒星为参照系，W星空为工作对象，W卫星、宇航飞船、飞机、船舰及 导弹等为载体的高精度空间姿态测量装置，工作时通过探测天球上不同恒星的位置，将其 与已知星图进行比对，为载体提供准确的空间方位和基准。
[0003] 星敏感器光学系统是星敏感器的重要组成部分，其参数（例如光谱能量集中度W 及倍率色差等）直接影响星敏感器整系统的性能指标。其中，光谱能量集中度是考察分布 在像面上不同谱段色光的点扩散圆直径是否在特定范围内，为使其质屯、位置判别准确的同 时不会被当成噪点剔除，一般需使点扩散圆的大部分能量集中在1X 1到3 X 3个像元之间。 另外，倍率色差是考察同一视场处不同谱段色光的点扩散圆质屯、位置判别误差是否在一定 范围内，为使其误差不影响整机姿态测量，一般需使其不大于0. 3个像元大小。上述两个指 标体现到整系统上，即可保障星敏感器对于不同谱段恒星的位置进行准确判定，不会因为 谱段不同造成质屯、位置准确性判别有差异，进而保证星敏感器为其载体提供准确的姿态测 量数据。由此可见，光谱能量集中度和倍率色差的准确测试对于星敏感器系统来说至关重 要。
[0004] 目前，光谱能量集中度和倍率色差是星敏感器光学系统测试指标中最花费人员及 时间的项目。由于测试的视场、谱段等影响，造成上述两项指标测试点繁多，仅靠人工更换 测试点位置及光源谱段，不仅费时费力，同时也难免各种人为测试误差的出现。 阳〇化]另外，由于星敏感器的应用范围不同，对于光源的需求也不同。测试上述两项指标 时，有的型号需给出不同光谱位置单色光下的测试数据，有的型号需给出某一谱段范围内 的测试数据，目前，为了满足测试技术指标，需经常更换光源来适应不同的需求。
[0006] 运些限制的存在，使星敏感器光学系统测试过程成为整个研制过程的瓶颈，阻碍 了星敏感器产品化的进程，是星敏感器的在卫星、宇航飞船、飞机、船舰及导弹等载体上进 行广泛使用的一大障碍。
[0007] 因此，研制一种针对光学系统的自动化光谱能量集中度测试设备，是非常必要的。 【实用新型内容】
[0008] 为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种测试效率高、 测试人员少W及可扩大测试范围的星敏感器光学系统光谱能量集中度测试设备。
[0009] 本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种星敏感器光学系统光谱能 量集中度测试设备，其特征在于：所述星敏感器光学系统光谱能量集中度测试设备包括目 标模拟部件、被测光学系统安装部件、显微采集部件W及控制及数据处理计算机；所述目标 模拟部件、被测光学系统安装部件W及显微采集部件依次设置于同一光路上；所述目标模 拟部件包括单色仪、平行光管、带有测试所需的各种谱段范围滤光片的滤光片祀轮W及带 有多组目标板的目标祀轮；所述带有测试所需的各种谱段范围滤光片的滤光片祀轮W及带 有多组目标板的目标祀轮依次设置在单色仪的出射光路上；所述带有多组目标板的目标祀 轮的祀面与平行光管焦平面重合；待测光学系统设置在被测光学系统安装部件上；所述控 制及数据处理计算机分别与单色仪、带有测试所需的各种谱段范围滤光片的滤光片祀轮、 带有多组目标板的目标祀轮W及被测光学系统安装部件相连。
[0010] 上述带有多组目标板的目标祀轮上插装有一组鉴别率板、一组波罗板W及多组星 点板。
[0011] 上述多组星点板上的星点的直径的确定方式是：
阳01引 式中：
[0014] d是星点板上的星点的直径，单位为微米（ym);
[0015] A是被测光学系统的中屯、波长，单位为微米（ym);
[0016] F是平行光管的焦距，单位为毫米（mm);
[0017] D是被测光学系统的入瞳直径，单位为毫米（mm)。
[0018] 上述被测光学系统安装部件包括俯仰及水平调节装置W及安装法兰；所述安装法 兰设置在俯仰及水平调节装置上；被测光学系统设置在安装法兰上；所述控制及数据处理 计算机与俯仰及水平调节装置相连。
[0019] 上述显微采集部件包括电控转台W及设置在电控转台上的=维CCD显微采集系 统；所述=维CCD显微采集系统包括=维平移台W及设置在=维平移台上的CCD显微系统； 所述控制及数据处理计算机分别与电控转台W及=维CCD显微采集系统相连。
[0020] 上述=维平移台包括垂直于光轴方向且与电控转台的台面相平行的X向电控平 移台、垂直于光轴方向且与电控转台的台面相垂直的Y向电控平移台W及沿光轴方向的Z 向电控平移台。
[0021] 上述单色仪包括光谱仪，所述光谱仪出射零次光或出射300nm~1200nm单色光。
[0022] 本实用新型的优点是：
[0023] 本实用新型提供的星敏感器光学系统关键参数自动化测试设备，可对光谱能量集 中度进行自动化测试，同时可对焦距、入瞳直径、视场角、后工作距、后截距、轴向色差等指 标进行测试，可涵盖星敏感器光学系统80%的常规测试指标。本实用新型提供的星敏感器 光学系统关键参数自动化测试设备，也可对其他用途的光学系统进行相关指标的测试，适 应范围极广；可满足白光、单色光或某谱段色光测试要求的光谱能量集中度的自动化测试， 无需频繁更换光源或更换测试设备；其自动化测试处理系统稳定度高，测试速度比完全人 力测试提高了 2倍，节省了人力物力，为星敏感器光学系统由原来的小批量生产到现在的 产品化生产发挥了极大的作用。
【附图说明】
[0024] 图1是本实用新型提供的测试设备的结构示意图； 阳02引其中：
[00%] I-平行光管；2-目标祀轮；3-滤光片祀轮；4-单色仪；5-俯仰及水平调节装置； 6-安装法兰；7-电控转台；8-Y向电控平移台；9-Z向电控平移台；IO-X向电控平移台； Il-CCD显微系统；12-控制及数据处理计算机。
【具体实施方式】：
[0027] 参见图1，本实用新型提供的星敏感器光学系统光谱能量集中度测试设备，该设备 包括：目标模拟部件、被测光学系统安装部件、显微采集部件、控制及数据处理计算机12 ; 目标模拟部件、被测光学系统安装部件、显微采集部件依次设置于测试光轴上；控制及数据 处理计算机分别与目标模拟部件、被测光学系统安装部件、显微采集部件相连接。
[0028] 目标模拟部件包括单色仪4、滤光片祀轮3、目标祀轮2及平行光管1 ;单色仪4出 光口朝向平行光管1焦面；滤光片祀轮3位于单色仪4和目标祀轮2之间；目标祀轮2祀面 与平行光管1焦平面重合，具体如下：
[0029] 1)单色仪4包括氣灯及光谱仪两部分；光谱仪可满足出射零次光（即未通过光谱 仪中光栅的氣灯原始光）和出射300nm~1200nm单色光（分辨率0.1 nm)的需求；
[0030] 2)滤光片祀轮3包括多组滤光片安装位置，可安装测试所需的各种谱段范围的滤 光片；
[0031] 3)目标祀轮2包括多组目标板安装位置，可安装鉴别率板、玻罗板及星点板，其中 鉴别率板为一组，玻罗板为一组，星点板为多组；
[0032] 被测光学系统安装部件包括安装法兰6、俯仰及水平调节装置5,安装法兰6位于 俯仰及水平调节装置5之上；
[0033] 显微采集部件包括S维CCD显微采集系统及电控转台7 维CCD显微采集系统 位于电控转台7之上；=维CCD显微采集系统包括CCD显微系统11及=个平移台：分别为 垂直于光轴方向同时与转台台面平行的X向电控平移台10,垂直于光轴方向同时与转台台 面垂直的Y向电控平移台8,及沿光轴方向的Z向电控平移台9 ;
[0034] 控制及数据处理计算机12可控制上述所有电控设备，包括单色仪4、滤光片祀轮 3、目标祀轮2、俯仰及水平调节装置5、CCD显微系统11、X向电控平移台10、Y向电控平移 台、Z向电控平移台9及电控转台7 ;
[0035] 本实用新型提供星敏感器光学系统光谱能量集中度测试设备的具体测试方式 是：
[0036] 1)配置合适的目标模拟部件及合适的显微物镜；
[0037] 2)安装被测光学系统；
[0038] 3)显微采集部件对被测光学系统像面所成图像采集放大，转至两个边缘，根据所 成图像的大小及形状微调光学系统安装单元，使其光轴与目标模拟部件光轴平行；
[0039] 4)参数设置：包括被测光学系统参数设置及测试方法参数设置； W40] W系统自动测试：包括电控转台及X向电控平移台自动移至采点位置，目标模拟 部件根据参数设置自动更换白光、单色光或某谱段色光，自动采集所需数据（光谱能量集 中度或质屯、位置），软件后台自动计算最终数据；
[0041] 6)输出检测报告单。
[0042] 作为优选，上述测试方式的具体实现方式如下：
[0043] I)根据被测光学系统的相对孔径选定合适的显微物镜，即显微物镜的数值孔径应 大于被测光学系统相对孔径的1/2 ; W44]。根据被测光学系统的入瞳直径、平行光管1的焦距及需测试的技术指标，配置 合适的目标模拟部件： W45] a)配置目标祀轮2:
[0046] 若测试光学系统光谱能量集中度，按公式（1)选择星