角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统，其包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元；液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上；角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上；被测角反射器或角反射器阵列设置于角反射器姿态调整单元上；CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上；控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连。本实用新型专利技术能够实现角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间夹角的快速和准确测量。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光学测试
，涉及一种角反射器光轴指向一致性或者角反 射器阵列中各子角反射器的光轴指向一致性检测系统。
技术介绍
角反射器是一种使入射到角反射器中的光线按照与入射方向相平行的方向返回 的光学器件，广泛应用于人造卫星、飞机等激光测距系统中。角反射器使激光器发出的激光 精确地按照与入射方向相反的方向返回到激光测距系统中，通过测量激光测距仪发出激光 和接收到返回激光的时间，可计算出目标距激光测距仪的距离。 随着宇航技术的发展，角反射器在上个世纪末期开始被广泛地应用在空间卫星交 会对接测试装置中，通过在卫星A上安装一定数量的角反射器及角反射器阵列，在卫星B上 安装观测定位相机，卫星B上带有主动照明装置，主动照明装置发出的光线经过卫星A上安 装的角反射器返回后被卫星B上的观测定位相机探测，通过判定各角反射器及角反射器阵 列相对于卫星B的张角，从而计算得到卫星A与卫星B的相对位置关系，实现高精度轨道定 位，为卫星交会对接提供卫星姿态参数。 角反射器是一种通光面为圆柱面，反射面为两两相互正交的三个平面的回光器 件。入射光线经过角反射器底面三个反射面的三次反射后按光线入射方向的反方向返回。 当入射光线与角反射器中心轴平行时，角反射器的回光效率最高，可以达到98%以上，随着 入射光线角度的增大，角反射器有效回光面积减小，当入射光线与角反射器中心轴夹角大 于30°时，角反射器的回光效率仅为10%左右，因此，角反射器在不同入射角度下的回光 效率是不同的。 在实际使用时，角反射器回光能量的强弱直接影响设备对其定位精度，特别是在 使用角反射器阵列作为目标源时，由于角反射器阵列中各个子角反射器的指向不一致性， 必然导致在观测定位相机视场内拍摄到的角反射器阵列亮度和大小不一致，影响观测定位 相机对角反射器载体姿态的判读精度。 随着宇航技术的发展，对角反射器及角反射器阵列中各子角反射器的光轴一致性 提出了更高的要求，而目前尚没有专门测试角反射器及角反射器阵列中各子角反射器的光 轴一致性的装置或方法，也未见有相关的公开报道。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本技术提供了一种专门测试角反 射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向一致性检测系统，以实现角反射器或角反 射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基准面法线之间夹角的快速和准确 测量。 本技术的技术解决方案是： 本技术提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统，其特 殊之处在于：包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测 量单元以及控制单元；液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上；角反射 器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上；被测角反射器或角反射器阵 列设置于角反射器姿态调整单元上；CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列 反射后的反射光所在光路上；控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反 射器姿态调整单元以及C⑶测量单元相连。 上述液晶光阀动态光阑单元包括液晶光阀、与液晶光阀相连的液晶光阀控制电路 以及用于调整液晶光阀位置的二维平移调整单元；液晶光阀位于二维平移调整单元上并设 置在准直光源单元的出射光路上；角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀的出射光路上； 控制单元分别与液晶光阀控制电路以及二维平移调整单元相连。 上述二维平移调整单元包括升降调整系统以及设置在升降调整系统上的电控平 移台；液晶光阀设置在电控平移台上；控制单元分别与升降调整系统以及电控平移台相 连。 上述角反射器姿态调整单元包括角反射器安装工装以及用于调整角反射器安装 工装的基准面法线位置的二维水平调整单元；角反射器安装工装位于二维水平调整单元上 并设置在液晶光阀的出射光路上；被测角反射器或角反射器阵列安装于角反射器安装工装 上；控制单元与二维水平调整单元相连。 上述二维水平调整单元包括电控旋转台以及设置在电控旋转台上的电控角位移 台；所述角反射器安装工装设置于电控角位移台上；所述控制单元分别与电控旋转台以及 电控角位移台相连。 上述CCD测量单元包括依次设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反 射光所在光路上的汇聚物镜和CCD探测器；CCD探测器设置在汇聚物镜的焦平面上；控制单 元与(XD探测器相连。 上述准直光源单元包括准直物镜、设置在准直物镜焦平面上的星点分划板以及设 置在准直物镜焦平面后的积分球光源系统；星点分划板、准直物镜以及液晶光阀依次设置 在积分球光源系统的出射光路上；控制单元与积分球光源系统相连。 上述积分球光源系统包括依次紧密设置的光源、电控可变光阑以及积分球球体； 电控可变光阑、积分球球体以及星点分划板依次设置在光源的出射光路上；控制单元分别 与光源以及电控可变光阑相连。 本技术的优点是： 本技术提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性的检测系统，该 检测系统通过使用液晶光阀提供任意位置和大小的通过光阑，实现对不同位置角反射器光 轴指向的测试： 对于独立的不同角反射器的光轴指向测试，液晶光阀可根据被测角反射器通光口 径的大小随时调整通光口径的位置和大小，实现高精度光轴指向的测试工作；对于角反射 器阵列，由于所有的子角反射器会同时对经准直光源单元出射的光束进行反光，导致在CCD 测量单元上无法判断子角反射器光轴指向与子角反射器的对应信息，而本技术的检测 系统中设置了液晶光阀，通过使用液晶光阀为各个子角反射器提供不同频率的光能调制， 根据不同子角反射器的光能调制频率不同，从而得到角反射器阵列中子角反射器测量结果 与子角反射器的对应关系，解决了无法判断测量结果与子角反射器对应的难题。 本技术填补了国内在角反射器光轴指向以及角反射器阵列中各个子角反射 器光轴指向一致性测试方面的空白。本技术对于角反射器光轴指向与角反射器安装基 准面法线之间夹角的测试精度可以达到5"，对于角反射器阵列各个子角反射器光轴指向 一致性的测试精度可以达到3"。【附图说明】 图1是本技术所提供的角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统 的结构不意图； 图2是本技术的测试对象一一角反射器阵列的侧视图； 图3是本技术的测试对象一一角反射器阵列的俯视图； 图4是角反射器或角反射器阵列中各子角反射器的光轴指向与角反射器安装基 准面法线之间的夹角示意图；其中： 1-光源；2-电控可变光阑；3-积分球球体；4-星点分划板；5-准直物镜；6-液晶 光阀；7-升降调整系统；8-电控平移台；9-电控旋转台；10-电控角位移台；11-角反射器 阵列（或角反射器）；12_角反射器安装工装；13-汇聚物镜；14-C⑶探测器；15-控制单元； A-角反射器的光轴指向；B-角反射器安装基准面法线。【具体实施方式】 参见图1，本技术提供了一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测 系统（简称：检测系统），其包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整 单元、CCD测量单元以及控制单元15 ;液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射 光路上；角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上；被测角反射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种角反射器或角反射器阵列光轴指向一致性检测系统，其特征在于：包括准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元、CCD测量单元以及控制单元；液晶光阀动态光阑单元设置在准直光源单元的出射光路上；角反射器姿态调整单元设置在液晶光阀动态光阑单元的出射光路上；被测角反射器或角反射器阵列设置于角反射器姿态调整单元上；CCD测量单元设置在经被测角反射器或角反射器阵列反射后的反射光所在光路上；控制单元分别与准直光源单元、液晶光阀动态光阑单元、角反射器姿态调整单元以及CCD测量单元相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，周艳，赵建科，徐亮，陈永权，郭毅，胡丹丹，张洁，王争锋，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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