CN106646862A - 一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***及调定方法 - Google Patents

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CN106646862A
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李思远
张宏建
李立英
赵强
孙剑
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Abstract

本发明属于光学领域，尤其涉及一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***及其调定方法，包括像增强器组件、光锥组件、探测器组件和主镜筒，其特征在于：所述光锥组件和探测器组件之间设置有探测器间隔修切圈，光锥组件中光锥小端面与探测器组件之间存在空气隙。本发明在设计中通过改变传统微光成像探测***的耦合方式，提出了利用空气隙实现光锥与CCD耦合的微光探测***，成功克服了微光探测***的热斑效应及应力损伤的难题，具有结构设计紧凑、布局合理，提供了一种可靠、稳定的光锥与CCD耦合微光超快成像探测***及其调定方法。

Description

一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***及调定方法
技术领域
本发明属于光学领域，尤其涉及一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***及其调定方法。
背景技术
通过光锥将CCD与像增强器耦合可有效提高CCD器件的探测灵敏度，为多种有效载荷提供技术支撑，具有广泛用途。该套***对暗物质探测量能器输出的光信号进行增强、延迟，利用量能器输出的触发信号来控制像增强器的闸门功能，实现超短曝光时间的控制，通过耦合***将光信号传递到高帧频CCD探测器，利用高速图像数据采集***进行数据的采集和存储。
传统的微光成像探测***中各个器件之间采用串联耦合的方式，即像增强器及光锥通过施加一定的预紧力紧密贴合，然后通过光学环氧胶直接耦合于CCD器件感光靶面。由于CCD器件的特殊性，其感光靶面极其脆弱，尤其是在外界工作环境较恶劣的情况下容易损坏，主要因为：
1)热环境损坏。在外界温度环境下，由于各个器件的热膨胀系数不同，温度的变化会产生较大的热应力施加于CCD器件感光靶面，极端条件下甚至有可能会损坏CCD器件，以至于整个***失效。
2)力学环境损坏。由于耦合器件间为刚性接触，在力学环境中由于器件间的振动会对CCD器件感光靶面产生压力，可能会损坏探测器件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***及其调定方法，用以解决现有技术中面临的热斑效应及应力损伤的难题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***，包括像增强器组件、光锥组件、探测器组件和主镜筒，其特征在于：所述光锥组件和探测器组件之间设置有探测器间隔修切圈，光锥组件中光锥小端面与探测器组件之间存在空气隙。
本发明还提供一种上述利用空气隙实现的微光超快成像探测***的调定方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)测量光锥组件中光锥小端面到探测器间隔修切圈与光锥组件配合面的距离ξ1；
2)测量探测器组件中探测器靶面到探测器间隔修切圈与探测器组件配合面的距离ξ2；
3)测量探测器间隔修切圈厚度ξ；
4)利用下式计算空气隙厚度ξ空气隙
ξ＝ξ1+ξ2-ξ空气隙；
5)测试耦合精度：若不满足要求值，修研探测器间隔修切圈厚度，重复步骤3)～6)，直至ξ空气隙达到要求值，即可完成微光超快成像探测***的耦合。
本发明的有益效果是：本发明在设计中通过改变传统微光成像探测***的耦合方式，提出了利用空气隙实现光锥与CCD耦合的微光探测***，成功克服了微光探测***的热斑效应及应力损伤的难题，具有结构设计紧凑、布局合理，提供了一种可靠、稳定的光锥与CCD耦合微光超快成像探测***及其调定方法。
附图说明
图1是具体实施例的剖面结构示意图；
图2是图1中I处的细节放大示意图；
图中，1-像增强器组件、2-光锥组件、3-探测器组件、4-探测器间隔修切圈、5-像增强器间隔修切圈、6-弹性橡皮圈、7-主镜筒、8-探测器、9-探测器支架、10-空气隙、11-光锥。
具体实施方式
如图1、2所示，实施例提供一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***，包括像增强器组件、光锥组件、探测器组件和主镜筒、像增强器间隔修切圈、弹性橡皮圈、以及光锥组件和探测器组件之间设置有探测器间隔修切圈，光锥组件中光锥小端面与探测器组件之间存在空气隙。
上述利用空气隙实现的微光超快成像探测***的调定方法，包括以下步骤：
1)测量光锥组件中光锥小端面到探测器间隔修切圈与光锥组件配合面的距离ξ1；
2)测量探测器组件中探测器靶面到探测器间隔修切圈与探测器组件配合面的距离ξ2；
3)测量探测器间隔修切圈厚度ξ；
4)利用下式计算空气隙厚度ξ空气隙
ξ＝ξ1+ξ2-ξ空气隙；
5)测试耦合精度：若不满足要求值，修研探测器间隔修切圈厚度，重复步骤3)～6)，直至ξ空气隙达到要求值，即可完成微光超快成像探测***的耦合。
光锥组件与探测器组件的间隔由探测器间隔修切圈保证，通过修切探测器间隔修切圈，保证光锥小端面与探测器靶面的轴向间隔；光锥与像增强器件的间隔由像增强器间隔修切圈保证，通过修切像增强器间隔修切圈，同时增加弹性橡皮圈以达到施加均匀预紧力的作用，保证光锥大端面与像增强器的轴向间隔。同时，通过将各个器件的定位圈及修切圈的紧密配合连接，将各个器件由于力学环境产生的力分别传递到主镜筒，主镜筒具有相当的刚性，因此，就可以避免由于力学环境产生的应力损坏耦合器件。

Claims (2)

1.一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***，包括像增强器组件、光锥组件、探测器组件和主镜筒，其特征在于：所述光锥组件和探测器组件之间设置有探测器间隔修切圈，光锥组件中光锥小端面与探测器组件之间存在空气隙。
2.一种如权利要求1所述利用空气隙实现的微光超快成像探测***的调定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)测量光锥组件中光锥小端面到探测器间隔修切圈与光锥组件配合面的距离ξ1；
2)测量探测器组件中探测器靶面到探测器间隔修切圈与探测器组件配合面的距离ξ2；
3)测量探测器间隔修切圈厚度ξ；
4)利用下式计算空气隙厚度ξ空气隙
ξ＝ξ1+ξ2-ξ空气隙；
5)测试耦合精度：若不满足要求值，修研探测器间隔修切圈厚度，重复步骤3)～6)，直至ξ空气隙达到要求值，即可完成微光超快成像探测***的耦合。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2518093Y (zh) * 2001-12-29 2002-10-23 中国科学院上海技术物理研究所 多通道辐射探测器组件
CN201331653Y (zh) * 2008-10-28 2009-10-21 崔志刚 光锥耦合成像设备
CN105223664A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 深圳大学 光锥与ccd自适应耦合装置
CN206193341U (zh) * 2016-10-20 2017-05-24 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种利用空气隙实现的微光超快成像探测***

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