CN105629464A - 一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，包括：光纤耦合LED白光光源、零膨胀插芯单模光纤束、殷钢调整架、ULE反射镜、阵列探测器、多维位移台；其中，零膨胀插芯单模光纤束是纤尾安装有零膨胀插芯的单模光纤束，其中的零膨胀插芯安装在殷钢支撑架上，单模光纤束中远离零膨胀插芯的一头接光纤耦合LED白光光源；所述阵列探测器安装在多维位移台上，所述阵列探测器、所述零膨胀插芯单模光纤束中的零膨胀插芯位于所述ULE反射镜的同一面。

Description

一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***
技术领域
本发明涉及天文学和空间技术领域，特别涉及一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***。
背景技术
在星点像高精度质心定位试验过程中，由于星点光源选型、点光源设计、光学元件设计与加工、结构设计等因素的影响，导致伪星源模拟***的性能受到一定程度限制，最终导致星点像质心定位精度受到影响。
在光源选型方面，一般情况下可供选择的类型主要有卤素灯、LED灯等光源。卤素灯发光体尺寸较大，其本身的发光效率较之LED灯有明显的弱势，这导致卤素灯和单模光纤耦合有很大的难度。再加上卤素灯发光强度控制起来会影响其功率稳定性，因此LED灯相比在这两方面具有很大的优势。相比之下，LED发光芯片一般都在毫米量级且功率控制容易，能够很好地解决发光效率和功率稳定性问题。
在发光点设计上，一种设计是采用光阑衍射法。在玻璃板上镀铬膜，然后通过化学腐蚀的方法产生通光孔，用这种方法镀的铬膜厚度有限，OD值一般都不是很大，导致除通光孔外，铬膜有一定的透过率，这样会产生背景干扰，对于高精度的质心定位来说，这种杂光干扰对测量精度有很大影响。而且用这种方法生产的光阑结构稳定性不佳和装调难度也大。比较理想的选择是利用单模光纤束，由于单模光纤束的纤芯一般都在几微米左右，只要物方数值孔径满足一定的要求，很容易就能满足点光源成像的条件。唯一的问题是采用合理的固定方式。现有技术中的固定方式常见有两个问题：一是固定装置结构件的材料没有使用零膨胀材料，导致整个结构随温度变化发生形变；二是常见固定方式没有调节机构，即装配上之后是死的，不具备灵活性和通用性。
发明内容
本发明的目的在于克服传统的伪星源模拟***的星间距稳定性不够、点扩散函数几何像差畸变、调节难度大等问题，从而提出一种能有效保持星点间距长期稳定、点扩散函数无几何像差畸变、安装调试简单易行的伪星源模拟***。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，包括：光纤耦合LED白光光源、零膨胀插芯单模光纤束、殷钢调整架、ULE反射镜、阵列探测器、多维位移台；其中，
所述零膨胀插芯单模光纤束是纤尾安装有零膨胀插芯的单模光纤束，其中的零膨胀插芯安装在殷钢支撑架上，单模光纤束中远离零膨胀插芯的一头接光纤耦合LED白光光源；所述阵列探测器安装在多维位移台上，所述阵列探测器、所述零膨胀插芯单模光纤束中的零膨胀插芯位于所述ULE反射镜的同一面。
上述技术方案中，所述零膨胀插芯单模光纤束的所有发光点均通过单模光纤尾纤输出的形式形成。
上述技术方案中，所述零膨胀插芯单模光纤束在装配时，首先在零膨胀插芯上打孔，孔的尺寸和单模光纤的包层直径相当；然后将光纤的纤芯或包层直接***圆孔，最后通过胶粘光纤和插芯使之成为一个整体。
上述技术方案中，所述殷钢调整架包括两部分：安装底座、调整架，所述调整架在安装底座之上，这两部分之间通过螺纹连接，通过所述螺纹调节调整架的升降和旋转；在调整结束后安装底座与调整架通过紧固螺母锁紧。
上述技术方案中，所述调整架上包括有一用于安装零膨胀插芯单模光纤束的“V型槽”，在该“V型槽”上开有两个螺纹孔，螺钉穿入螺纹孔内，从而对零膨胀插芯单模光纤束进行固定。
本发明的优点在于：
1、本发明采用光纤耦合LED白光光源，能比较真实的模拟实际恒星的光谱型；
2、本发明采用单模光纤束设计能有效避免离轴像差、易于装调；
3、本发明采用零膨胀插芯、殷钢调整架和ULE反射镜，能确保星间距长期稳定。
附图说明
图1是本发明的单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***的结构示意图；
图2是零膨胀插芯单模光纤束的插芯的示意图；
图3是殷钢调整架的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明的基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***包括：光纤耦合LED白光光源、零膨胀插芯单模光纤束、殷钢调整架、ULE反射镜、阵列探测器、多维位移台；其中，所述零膨胀插芯单模光纤束是纤尾安装有零膨胀插芯的单模光纤束，其中的零膨胀插芯安装在殷钢支撑架上，单模光纤束中远离零膨胀插芯的一头接光纤耦合LED白光光源；所述阵列探测器安装在多维位移台上，所述阵列探测器、所述零膨胀插芯单模光纤束中的零膨胀插芯位于所述ULE反射镜的同一面。
下面对本发明中的各个部件做进一步说明。
所述零膨胀插芯单模光纤束的所有发光点均通过单模光纤尾纤输出的形式形成。参考图2，所述零膨胀插芯单模光纤束在装配时，首先在零膨胀插芯上打孔，孔的尺寸一般和单模光纤的包层直径相当；然后将光纤的纤芯或包层直接***圆孔，最后通过胶粘光纤和插芯使之成为一个整体。在现有技术中尚不存在这样的装配方式，因此本发明的这一装配方式能有效解决星间距稳定性。由于插芯一般都可以做的很小，与殷钢调整架相结合，使得单模光纤束的固定和调节问题得到解决。
所述光纤耦合LED白光光源能保证光源接近真实的恒星光谱，同时通过LED较高的发光效率提高光纤在可见光波段的耦合效率，进而确保伪星源发光点的亮度。
参考图3，所述殷钢调整架包括两部分：安装底座、调整架，所述调整架在安装底座之上，这两部分之间通过螺纹连接，通过螺纹可以调节调整架的升降和旋转，从而实现两个自由度的调节。在调整结束后还可通过紧固螺母锁紧。在调整架上包括有一用于安装零膨胀插芯单模光纤束的“V型槽”，在该“V型槽”上开有两个螺纹孔，螺钉可穿入螺纹孔内，从而对零膨胀插芯单模光纤束进行固定。殷钢调整架的这一结构，结合零膨胀插芯单模光纤束的零膨胀插芯，解决了单模光纤束的固定和调节问题。
所述的殷钢调整架采用零膨胀材料——殷钢作为支撑结构，增加支撑结构的力学和热学稳定性。
所述的ULE反射镜采用ULE玻璃加工而成，ULE玻璃是一种零膨胀材料，能够增加光学稳定性，确保星间距的长期稳定。
所述的阵列探测器作为图像采集部件；所述的多维位移台作为支撑和调节机构，能通过多个维度的调节采集二维星点图像。
参考图1，本发明的单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***在工作时，首先由光纤耦合LED白光光源发光，所发射的光线经由零膨胀插芯单模光纤束传导后出射，该光线由ULE玻璃反射，最终由阵列探测器捕捉成像，得到二维星点图像。
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。

Claims (5)

1.一种基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，其特征在于，包括：光纤耦合LED白光光源、零膨胀插芯单模光纤束、殷钢调整架、ULE反射镜、阵列探测器、多维位移台；其中，
所述零膨胀插芯单模光纤束是纤尾安装有零膨胀插芯的单模光纤束，其中的零膨胀插芯安装在殷钢支撑架上，单模光纤束中远离零膨胀插芯的一头接光纤耦合LED白光光源；所述阵列探测器安装在多维位移台上，所述阵列探测器、所述零膨胀插芯单模光纤束中的零膨胀插芯位于所述ULE反射镜的同一面。
2.根据权利要求1所述的基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，其特征在于，所述零膨胀插芯单模光纤束的所有发光点均通过单模光纤尾纤输出的形式形成。
3.根据权利要求1所述的基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，其特征在于，所述零膨胀插芯单模光纤束在装配时，首先在零膨胀插芯上打孔，孔的尺寸和单模光纤的包层直径相当；然后将光纤的纤芯或包层直接***圆孔，最后通过胶粘光纤和插芯使之成为一个整体。
4.根据权利要求1所述的基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，其特征在于，所述殷钢调整架包括两部分：安装底座、调整架，所述调整架在安装底座之上，这两部分之间通过螺纹连接，通过所述螺纹调节调整架的升降和旋转；在调整结束后安装底座与调整架通过紧固螺母锁紧。
5.根据权利要求4所述的基于单反射镜的衍射受限成像伪星源模拟***，其特征在于，所述调整架上包括有一用于安装零膨胀插芯单模光纤束的“V型槽”，在该“V型槽”上开有两个螺纹孔，螺钉穿入螺纹孔内，从而对零膨胀插芯单模光纤束进行固定。
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