[发明专利]激光通信终端中继光路性能测试系统、方法及校准方法

权利要求书

1.一种激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：包括激光器(1)、光纤跳线(2)、光纤法兰(3)、半透半反镜(4)、可见红外图像传感器(5)及离轴抛面镜(6)；

所述激光器(1)与光纤跳线(2)的一端相连，所述光纤跳线(2)的另一端与光纤法兰(3)相连；所述半透半反镜(4)位于光纤跳线(2)的出射光路中；所述离轴抛面镜(6)位于半透半反镜(4)的反射光路中；

所述光纤跳线(2)另一端的芯径端面位于从离轴抛面镜(6)a光路出射经半透半反镜(4)反射光束的焦点处；所述可见红外图像传感器(5)的感光面位于从离轴抛面镜(6)a光路出射经半透半反镜(4)透射光束的焦面处；光纤跳线(2)另一端的芯径端面、可见红外图像传感器(5)的感光面相对离轴抛面镜(6)共焦面；

待测中继光路(9)位于离轴抛面镜(6)的b光路中，并与b光路同轴。

2.根据权利要求1所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：还包括位于待测中继光路(9)与离轴抛面镜(6)之间的衰减片组(8)。

3.根据权利要求2所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：所述光纤跳线(2)的接口为FC/PC口或FC/APC接口；所述光纤法兰(3)的接口为FC/PC口或FC/APC接口，并与光纤跳线接口匹配。

4.根据权利要求1所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：所述半透半反镜(4)的材料为融石英玻璃JGS3，光谱范围为400nm～2500nm，透射波前rms优于

5.根据权利要求4所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：所述离轴抛面镜(6)的口径为100mm，焦距为1000mm，波像差rms优于

6.根据权利要求2所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：所述衰减片组(8)的口径为50mm，透射波前rms优于

7.根据权利要求6所述的激光通信终端中继光路性能测试系统，其特征在于：所述可见红外图像传感器(5)为可见红外CCD，其光谱范围为500nm～1700nm，像元尺寸为15um，分辨率为640×512。

8.一种权利要求1-7任一所述的激光通信终端中继光路性能测试系统的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定离轴抛面镜的焦点；

拆除激光通信终端中继光路性能测试系统中的激光器与光纤跳线，引入激光干涉仪与平面反射镜，所述平面反射镜位于离轴抛面镜的b光路中，并与出射光垂直；利用激光干涉仪与平面镜寻找离轴抛面镜的焦点；

步骤二、确定光纤法兰的位置；

调整光纤法兰的位置，使激光干涉仪的汇聚光斑能够通过光纤法兰中心的小孔依次入射至半透半反镜、离轴反射镜、平面反射镜；

步骤三、确定可见红外图像传感器的位置；

调整可见红外图像传感器的位置，使依次从平面反射镜反射、离轴反射镜反射及半透半反镜透射的光束在可见红外图像传感器像面处的星点像光斑直径最小，使星点像质心位于可见红外图像传感器的中心像元处；

步骤四、引入激光器，微调光纤法兰的指向，确保光纤跳线芯径端面与离轴抛面镜的焦点重合；

撤除激光干涉仪，分别将不同波长的激光器通过光纤跳线与光纤法兰连接，输出激光；微量调整光纤法兰的指向，使返回的星点像的光斑位于可见红外图像传感器的中心像元处，保证光纤跳线芯径端面与激光干涉仪的焦点重合，同时也与离轴抛面镜的焦点重合。

9.根据权利要求8所述的激光通信终端中继光路性能测试系统的校准方法，其特征在于：步骤三中根据公式1、公式2计算星点像的质心位置坐标(x′,y′)；

式中：i为像元的行序号，单位为像元个数；j为像元的列序号，单位为像元个数；DN(i,j)——第i行j列所对应像元灰度值，单位为DN值；x′为目标像质心位置的横坐标，单位为像元个数；y′为目标像质心位置的纵坐标，单位为像元个数。