[发明专利]一种宽波段离轴反射式长焦/无焦双通道望远系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于空间光通信端机动静态参数测试的多功能离轴反射式望远系统，用于空间光通信端机在地面实验室进行校准测试和性能验证的需要。

背景技术

空间光通信光学系统口径大(最大超过250mm)，且其许多指标已达到或接近衍射极限，为满足如此高指标通信系统性能测试要求，通常会针对不同的参数设计建立不同的检验测试装置，如空间光通信端机远场分布的参数的测量，通常会采用透镜焦平面的测试方法，透镜多为大口径长焦距非球面平凸透镜设计。由于实验室空间及透镜加工技术的限制，透镜的焦距不能做的很长，一般会小于10m，使得测量结果的精度不高。另外空间光通信通信波段已经覆盖0.8μm，1.06μm，1.55μm三个工作波段，采用透射式结构设计，不能同时兼顾三个波段的测试。空间光通信端机跟瞄精度的测量常用的方法是线性法即利用采用压电陶瓷(PZT)驱动点光源在长焦距透镜焦平面上做线性运动，改变视场实现测量，但这种方法测量范围小，通常最大为几百个微弧度。

望远镜系统可以分为开普勒和伽利略两种主要结构形式，开普勒式结构的物镜与目镜之间会存在实像点，而伽利略结构的物镜与目镜之间不存在实像点。望远系统按材料又可分为透射式和反射式两种结构，透射式结构由于材料限制难以实现宽波段、大口径的要求，共轴反射式系统的视场、放大倍率不能同时做大，而离轴反射式结构可同时实现宽波段、大视场、大口径及高倍率的要求。因此本发明离轴反射式长焦/无焦双通道望远系统采用开普勒反射式设计，通过加入可移动平面反射镜使实像点偏离原光路，构成一个新的聚焦成像通道，再加上原先的望远通道实现系统成像和光束口径变换的两大作用，实现空间光通信光学系统宽波段、多参数的测量要求。

现有的用于空间光通信端机动静态参数测试的望远系统，存在以下不足：

一是为满足不同参数的测试指标要求，通常会针对不同的参数设计建立不同的检验测试系统。

二是现有光通信端机远场分布测试系统通常采用大口径折射式非球面透镜设计，且由于系统体积结构的限制焦距一般不超过10m，因此空间光通信端机远场分布测试精度不够高且也不能同时兼顾三个通信波段的测试。

三是线性法测量空间光通信端机跟瞄精度是通过压电陶瓷(PZT)驱动点光源在长焦距透镜焦平面上做线性运动，从而改变视场实现，但这种方法测量范围小，通常最大为几百个微弧度。

发明内容

本发明的任务在于解决现有技术中用于空间光通信端机动静态参数测试的望远系统存在的技术缺陷，提供一种宽波段离轴反射式长焦/无焦双通道望远系统。

其技术解决方案是：

一种宽波段离轴反射式长焦/无焦双通道望远系统，包括入射窗口、离轴抛物面主镜、离轴双曲面次镜、球面三镜、可移动式折转平面反射镜、折转平面反射镜、大出射窗口、小出射窗口、真空腔体与真空泵系统；上述离轴抛物面主镜、离轴双曲面次镜、球面三镜、可移动式折转平面反射镜及折转平面反射镜位于真空腔体内，入射窗口、大出射窗口及小出射窗口设置在真空腔体的壳壁上；当可移动式折转平面反射镜移出光路时，由入射窗口入射的大口径平行光束，经离轴抛物面主镜、离轴双曲面次镜和球面三镜后，变换为小口径平行光束，经折转平面反射镜改变方向后由小出射窗口出射，构成一个离轴三反无焦望远通道；当可移动式折转平面反射镜移入光路时，由入射窗口入射的大口径平行光束，经离轴抛物面主镜和离轴双曲面次镜后，变换为会聚光束，经可移动式折转平面反射镜改变方向后由大出射窗口出射，构成一个离轴卡塞格林长焦望远通道。

上述入射窗口、大出射窗口与小出射窗口，各透射窗口是采用JGS1熔石英制成的，并镀有700nm～1700nm宽波段的增透膜。

上述离轴抛物面主镜、离轴双曲面次镜、球面三镜、可移动式折转平面反射镜与折转平面反射镜，各镜是采用微晶玻璃制成的，并镀有铝反射膜。

上述真空泵系统采用由爪式干泵和分子泵串联而成的复合分子泵，该复合分子泵的极限真空度可达到10^-5Pa。

上述可移动式折转平面反射镜配置有驱动机构。

上述宽波段离轴反射式长焦/无焦双通道望远系统，还包括CCD探测器与二维快速振镜；CCD探测器位于真空腔体的外侧，直对大出射窗口，二维快速振镜位于真空腔体的外侧，直对小出射窗口。

本发明具有以下有益技术效果：