CN108563031B - 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源 - Google Patents

一种可用于空间相机夹角监测的准直光源 Download PDF

Info

Publication number
CN108563031B
CN108563031B CN201810072857.2A CN201810072857A CN108563031B CN 108563031 B CN108563031 B CN 108563031B CN 201810072857 A CN201810072857 A CN 201810072857A CN 108563031 B CN108563031 B CN 108563031B
Authority
CN
China
Prior art keywords
component
diode
collimation
lens
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810072857.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108563031A (zh
Inventor
王伟之
高卫军
段维宏
王妍
孙世君
宗云花
高凌雁
付强强
贾永丹
于艳波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Original Assignee
Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity filed Critical Beijing Institute of Space Research Mechanical and Electricity
Priority to CN201810072857.2A priority Critical patent/CN108563031B/zh
Publication of CN108563031A publication Critical patent/CN108563031A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108563031B publication Critical patent/CN108563031B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00—Measuring angles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，由LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框、准直组件等组成。LD激光二极管提供发散光源，会聚透镜组件对发散光进行会聚，准直组件完成对激光束的准直。本发明采用了低膨胀殷钢材料和零膨胀微晶玻璃作为光学***的主支撑结构，提高了准直激光光源对外部热环境的适应能力。本发明具有功耗低、体积小、高稳定等特点，可作为航天光学遥感相机间高精度夹角监测的测量光源。

Description

一种可用于空间相机夹角监测的准直光源
技术领域
本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种可用于空间相机夹角监测的准直光源。
背景技术
航天测绘是航天光学遥感领域的一个重要方向，为满足无控制点测绘要求，高分辨率测绘相机、高精度星相机是必须的载荷配置。然而，受地面重力环境、在轨热环境影响，高精度星相机和高分辨率测绘相机之间的夹角存在***周期性变化，使得星相机姿态向高分辨率策划相机的传递过程中不可避免的带来较大的***误差，即便经过地面检校，依然具有较大的残差。为解决星相机与高分辨率相机之间的夹角监测问题，直接在光学层面建立二者之间关联是必要的。
目前，准直光源主要应用在投影机、液晶显示器及激光笔、大口径光学检测等领域中，尚无专门针对航天在轨环境使用的参考基准光源，考虑到基准传递的精度达到亚秒级，研究可用于相机夹角监测的光源变得十分重要和紧迫。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，可应用于各种空间相机的光轴之间的关联，提高航天光学遥感相机的姿态确定精度。
本发明的技术方案是：一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，包括LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框、准直组件；二极管组件与会聚透镜组件连接，会聚透镜组件与适配框连接，适配框与准直组件连接；LD激光二级管组件发射出远场光斑为椭圆形的发散激光束，会聚透镜组件接收发散激光束进行会聚后，入射至准直组件，准直组件进行孔径限制形成细束激光后进行准直，形成准直光束。
所述的LD激光二极管组件包括LD激光二极管、二极管套、二极管电路板、二极管电路板紧固件、柔性PCB板、接插件、二极管组件结构框；LD激光二极管头部固定在二极管套内，管脚与二极管电路板焊接，二极管电路板通过二极管电路板紧固件固定在二极管组件结构框上，柔性PCB板与二极管电路板一体印制，并与接插件连接，接插件固定在二极管组件结构框上；接插件用于提供外部电源接口，通过二极管电路板给LD激光二极管供电，使LD激光二极管发出远场光斑为椭圆形的发散激光束。
所述的会聚透镜组件包括会聚透镜基准座、会聚透镜压环、会聚透镜；会聚透镜装在会聚透镜基准座内，并通过会聚透镜压环固定；会聚透镜组件用于将LD激光二极管发出远场光斑为椭圆形的发散激光束进行聚束。
所述的准直组件包括光阑、垫片、基准座、准直透镜、埋件、填胶；光阑、垫片与基准座一端紧密相连，准直透镜与基准座另一端紧密相连，埋件通过填胶与基准座固定；准直组件用于将经过会聚透镜组件聚束的激光束进行限束及准直，经过准直透镜后形成出射平行光。
所述的会聚透镜基准座、会聚透镜压环、适配框均采用低膨胀殷钢材料制备。
所述垫片、基准座均采用零膨胀微晶玻璃材料制成。
所述的光阑除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1)本发明为空间相机夹角监测提供了高稳定光源，使得在轨进行高精度的相机夹角监测成为可能。
2)本发明采用零膨胀微晶玻璃作为基准座，极大的降低了在轨热环境不一致对基准光源光线偏转的影响，为空间相机间亚秒级的夹角监测精度提供了基础。
3)本发明采用模块化设计，具有功耗低、体积小的特点。
附图说明
图1是准直激光光源组成图；
图2是准直激光光源光学***图；
图3是光阑17的正视图；
具体实施方式
如图1、2、3所示，为本发明的准直激光光源组成图和光学***图，即本发明的基本形式。它由LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框13、准直组件及相应紧固件等组成。二极管组件由LD激光二极管1、二极管套2、二极管电路板3、二极管电路板紧固件4、柔性PCB板5、接插件6、二极管组件结构框7组成，会聚透镜组件由会聚透镜基准座8、会聚透镜压环9、会聚透镜10组成；准直组件由光阑17、垫片18、基准座19、准直透镜20、埋件15、填胶14组成。紧固件包括11、12、16。
如图1所示，LD激光二极管组件与会聚透镜组件之间通过紧固件11(周向三组均布)连接，会聚透镜组件与适配框之间通过紧固件12(周向三组均布)连接，适配框与准直组件之间通过紧固件16连接(周向四组均布)；由于基准座19为玻璃材料，为提供对外紧固点，在基准做上钻孔置入埋件15，并用填胶14粘接紧固。
如图1所示，LD激光二极管1头部固定在二极管套2内，管脚与二极管电路板3焊接，二极管电路板3通过二极管电路板紧固件4固定在二极管组件结构框7上，柔性PCB5与二极管电路板3一体印制，并与接插件6连接，接插件6固定在二极管组件结构框7上。接插件6用于提供外部电源接口，通过柔性PCB板5二极管电路板3给LD激光二极管1供电，使LD激光二极管1发出远场光斑为椭圆形的发散激光束。
如图1所示，会聚透镜10装在会聚透镜基准座8内，并通过会聚透镜压环9固定。会聚透镜组件用于将LD激光二极管1发出远场光斑为椭圆形的发散激光束进行聚束。
如图1～3所示，光阑17、垫片18与基准座19一端紧密相连，准直透镜20与基准座19另一端紧密相连，埋件(15通过填胶14与基准座19固定。经会聚透镜组件聚束的激光束在通过光阑17时，由光阑上的通光孔D限制透过光阑的光束大小(光阑17除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理)，通过光阑的细束激光经过准直透镜20进行准直，形成准直光束21。
如图1～3所示，激光二极管1由外部电源通过接插件6、柔性PCB板5、二极管电路板3供电，产生远场光斑为椭圆形的发散激光束，经过会聚透镜10进行会聚，会聚光束通过光阑17时，由光阑上的通光孔D限制透过光阑的光束大小(光阑17除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理)，通过光阑的细束激光经过准直透镜20进行准直，形成准直光束21。
如图1所示，会聚透镜基准座8、会聚透镜压环9、适配框13均采用低膨胀殷钢材料制备，垫片18、基准座19为零膨胀微晶玻璃材料制备，使得本发明设计的准直光源具有良好的热环境适应能力。

Claims (1)

1.一种可用于空间相机夹角监测的准直光源，其特征在于：包括LD激光二极管组件、会聚透镜组件、适配框(13)、准直组件；二极管组件与会聚透镜组件连接，会聚透镜组件与适配框(13)连接，适配框(13)与准直组件连接；LD激光二级管组件发射出远场光斑为椭圆形的发散激光束，会聚透镜组件接收发散激光束进行会聚后，入射至准直组件，准直组件进行孔径限制形成细束激光后进行准直，形成准直光束；
所述的LD激光二极管组件包括LD激光二极管(1)、二极管套(2)、二极管电路板(3)、二极管电路板紧固件(4)、柔性PCB板(5)、接插件(6)、二极管组件结构框(7)；LD激光二极管(1)头部固定在二极管套(2)内，管脚与二极管电路板(3)焊接，二极管电路板(3)通过二极管电路板紧固件(4)固定在二极管组件结构框(7)上，柔性PCB板(5)与二极管电路板(3)一体印制，并与接插件(6)连接，接插件(6)固定在二极管组件结构框(7)上；接插件(6)用于提供外部电源接口，通过二极管电路板(3)给LD激光二极管(1)供电，使LD激光二极管(1)发出远场光斑为椭圆形的发散激光束；
所述的准直组件包括光阑(17)、垫片(18)、基准座(19)、准直透镜(20)、埋件(15)、填胶(14)；光阑(17)、垫片(18)与基准座(19)一端紧密相连，准直透镜(20)与基准座(19)另一端紧密相连，埋件(15)通过填胶(14)与基准座(19)固定；准直组件用于将经过会聚透镜组件聚束的激光束进行限束及准直，经过准直透镜(20)后形成出射平行光；
LD激光二极管组件与会聚透镜组件之间通过紧固件(11)采用周向三组均布连接，会聚透镜组件与适配框之间通过紧固件(12)采用周向三组均布连接，适配框与准直组件之间通过紧固件(16)采用周向四组均布连接；在基准座(19)上钻孔置入埋件(15)，并用填胶(14)粘接紧固；
所述的会聚透镜基准座(8)、会聚透镜压环(9)、适配框(13)均采用低膨胀殷钢材料制备；
所述垫片(18)、基准座(19)均采用零膨胀微晶玻璃材料制成；
所述的光阑(17)除中心D区域外其余部分涂黑做不透光处理；
所述的会聚透镜组件包括会聚透镜基准座(8)、会聚透镜压环(9)、会聚透镜(10)；会聚透镜(10)装在会聚透镜基准座(8)内，并通过会聚透镜压环(9)固定；会聚透镜组件用于将LD激光二极管(1)发出远场光斑为椭圆形的发散激光束进行聚束。
CN201810072857.2A 2018-01-25 2018-01-25 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源 Active CN108563031B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810072857.2A CN108563031B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810072857.2A CN108563031B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108563031A CN108563031A (zh) 2018-09-21
CN108563031B true CN108563031B (zh) 2021-04-13

Family

ID=63531001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810072857.2A Active CN108563031B (zh) 2018-01-25 2018-01-25 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108563031B (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577448B2 (en) * 2001-09-25 2003-06-10 Siemens Dematic Electronic Assembly Systems, Inc. Laser system by modulation of power and energy
CN2618179Y (zh) * 2003-05-16 2004-05-26 金志良 激光准直光源
JP4280290B2 (ja) * 2007-03-28 2009-06-17 Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 光モジュール及びその製造方法
CN101303457A (zh) * 2008-06-30 2008-11-12 中国科学院力学研究所 一种波前重组的光束准直均匀方法及其光源***
CN101629903B (zh) * 2009-08-19 2011-01-05 南京信息工程大学 散射式云粒子探测器光学***
CN101949700B (zh) * 2010-08-27 2011-11-09 中国航空工业第六一八研究所 一种激光陀螺腔长控制反射镜组件
CN202748544U (zh) * 2012-09-14 2013-02-20 常州市正宇佳华激光设备有限公司 一种激光线光源模组
US9671565B2 (en) * 2014-10-02 2017-06-06 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. High-power precision compact variable-focus fiber optic collimator
WO2016193113A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Philips Lighting Holding B.V. A light emitting device combining light from several leds
CN105759254A (zh) * 2016-04-15 2016-07-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于高精度主被动探测***的光轴监测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108563031A (zh) 2018-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103969788B (zh) 一种空间光学遥感器圆形反射镜的侧面柔性支撑结构
JP5831581B2 (ja) 反射器構成、光カーテン、反射器構成の調整方法および反射器構成の組立方法
JP2641907B2 (ja) 発信機
CN108693614B (zh) 照射装置、放线仪、及照射装置的调节方法
ES2818922T3 (es) Método de medición de una distancia
CN109884802A (zh) 一种温度稳定性高、光斑均匀可调的线型激光器
CN108563031B (zh) 一种可用于空间相机夹角监测的准直光源
CN109031241B (zh) 激光雷达发射***
CN106918330B (zh) 激光模块和激光标线仪
CN109557634B (zh) 反射镜组件、平行光管以及平行光管的应用
CN201616584U (zh) 一种可见光波段光纤耦合激光器功率监控结构
CN102359838A (zh) 一种激光式压力传感器
CN113703125A (zh) 一种星载高精度小型凸面反射镜柔性支撑装置
CN210014785U (zh) 调整平台及标线激光模组
KR101446954B1 (ko) 대구경망원경용 고속 스티어링 미러 유닛의 동작하중 측정장치 및 이를 구비한 대구경 망원경
US20070273893A1 (en) Measuring device for determining the relative offset between two components
CN111561919A (zh) 单激光器多镜片机芯
JP2001281514A (ja) 光学要素保持機構および該光学要素保持機構を含む光学機器
CN110082881A (zh) 一种光学镜架及光学镜架的调节***
TWM504232U (zh) 測量儀水平自動調整裝置
CN217404626U (zh) 一种基于柔性万向支撑和压电陶瓷组成的快速反射镜***
CN103278157A (zh) 一种高精度星敏感器成像组件光机连接结构
CN111007482A (zh) 激光雷达装置
JPH01181488A (ja) 半導体レーザ装置
CN109856614A (zh) 星载激光雷达光轴指向测量***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant