[发明专利]一种可用于空间相机夹角监测的准直光源

说明书

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系统的主支撑结构，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。

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系统周期性变化，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系统误差，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；