[发明专利]一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置

说明书

本发明属于光学系统技术领域，具体涉及一种全天时星敏感器R‑C光学系统消杂光装置。本发明在现有R‑C光学系统消杂光结构基础上，进一步改进内部消杂光结构，利用中心遮拦光路特点，在次镜中心加内消光孔，在保证小型化前提下，实现更高的抑制杂散光能力。本发明利用光路中心遮拦特点增加了次镜内消光孔，并涂消光漆，进一步提高系统抑制杂散光能力，仅在一级外遮光罩配合的条件下，就可达到PST<10^‑9消光效果(太阳规避角45°)，为全天时星敏感器的工程化研制奠定基础。

技术领域

本发明属于光学系统技术领域，具体涉及一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置。

背景技术

远程长航时制导需求星敏感器在全天时条件下具有稳定性能。为了实现星敏感器在白天近地条件观星测量，需要提高星敏感器光学系统抑制杂散光能力。

目前逆卡塞格林(R-C)星敏感器光学系统消杂光结构主要分为两部分，一部分为外遮光罩，一部为内部消杂光结构。

外遮光罩是以大于太阳规避角的入射杂散光不能直接进入光学镜头为设计原则，并在外遮光罩内设置挡光环及涂消光漆。对于高消杂光需求，一般采用多级遮光罩，或采用异形遮光罩和挡光环。但是多级遮光会急剧增加系统长度和体积，不利于系统满足空间飞行平台的尺寸要求，异形遮光罩和挡光环将增加了系统的复杂度和成本，并且难以保证消杂光稳定性。

为了弥补外遮光罩缺点，亟需研制一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置，从而解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置，从而在现有R-C光学系统消杂光结构基础上，进一步改进内部消杂光结构，利用中心遮拦光路特点，在次镜中心加内消光孔，在保证小型化前提下，实现更高的抑制杂散光能力。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置，消光装置包含四部分：外遮光罩、次镜消光孔、内挡光环、内遮光罩；

一、内遮光罩

主镜中心设置通光孔，在主镜出光孔前端设置圆筒形结构的内遮光罩，通过内遮光罩阻隔杂散光直接入射至像面；

二、外遮光罩

外遮光罩采用一级消光设计形式，控制大于太阳规避角的入射杂光不能直接进入至光学系统；

在外遮光罩内壁设置挡光环；

外遮光罩中，挡光环高度为以下两种形式之一：①高度一致；②高度呈梯度分布；挡光环高度不遮挡成像光线；

三、次镜消光孔

全天时星敏感器R-C光学系统的次镜中心设置消光孔，以次镜顶点为圆心在次镜中心区域挖直径为D₂的圆形孔；

挖孔尺寸由遮拦比及边缘光线追迹来确定；

四、内挡光环

在全天时星敏感器R-C光学系统的镜筒内的主镜和次镜之间设置内挡光环，以减小经由镜筒内壁和光学元件表面的多次反射的杂散光影响图像对比度。

进一步的，如上所述的一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置，在外遮光罩、挡光环表面、次镜消光孔内、镜筒内壁、内挡光环表面、内遮光罩涂消光漆，进一步抑制杂散光。

进一步的，如上所述的一种全天时星敏感器R-C光学系统消杂光装置，采用0.15mm厚度Avian Black-s消光漆，对深紫外至近红外谱段光波的反射率为1％。