[实用新型]一种大口径闪烁仪的发射端调焦系统

说明书

一种大口径闪烁仪的发射端调焦系统，包括大口径闪烁仪发射端、光轨、红外摄像机、白色接收屏和PC机，还包括可调增益通道的控制电路；控制电路包括按键、滤波器、CPU、通道选择模块、运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ、运放模块Ⅳ和LED光源；按键依次通过滤波器、CPU、通道选择模块与运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ和运放模块Ⅳ连接，运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ和运放模块Ⅳ分别与LED光源连接；控制电路设置在大口径闪烁仪发射端内部，大口径闪烁仪发射端、红外摄像机和白色接收屏依次间隔的设置在光轨上，红外摄像机与PC机连接；实现在不同工作距离准直度高、大口径闪烁仪发射端出射光的一致性好的目的。

技术领域

本实用新型涉及大气光学、遥感领域，基于测量大气折射率结构常数和热通量的大口径闪烁仪，提供一种大口径闪烁仪的发射端调焦系统。

背景技术

大气是以湍流形式存在的；当光波在湍流大气中传播时，湍流大气的随机起伏引起折射率起伏，从而产生光束漂移、大气闪烁、相位起伏、散射等一系列湍流效应，其主要影响是散射和吸收的作用；这个过程会导致光束能量的减少和信号的衰减，影响光波振幅的变化，从而导致光强起伏，即闪烁现象，现在我们已经可以使用光闪烁法遥测湍流大气。

随着对空间尺度扩展的日益需要，由于大口径闪烁仪可以测量几百米到数公里甚至以上的路径平均感热通量，其观测的空间尺度，与大气模式的网格尺度以及卫星遥感的像元尺度等匹配较好，为观测大尺度动量、热量与水汽通量的有效方法，因此大口径闪烁仪越来越普遍的应用在在众多的国际地表通量观测中区域的蒸散量监测，遥感估算地表通量以及中尺度数值天气与气候模式的校正与验证中，且具有广阔的发展前景。

然而在实际应用中，尤其是在大口径闪烁仪的发射端与接收器距离较远的情况下，发射端必须有准直度足够好的出射光能到达接收器，接收器才能在不同的安装距离下都能稳定、准确的测量大气折射率结构常数和热通量。在此背景下，调整发射端的焦点光源位置，使其出射光准直到达接收器至关重要。

传统的可见光准直调试方法是将光源调节至准直透镜的焦点附近，即将光源成像于无穷远处。中等精度的光学系统调试过程中，一般要求将光源成像于15米左右。一种简略的调试过程，在光学系统15米处安装一个接收屏，微调光源的相对位置，通过人眼观察接收屏上光源像，直到光源像对比度最清晰时调试完成。

大口径闪烁仪的光源有两个特点，一是属于红外波段人眼不可见，二是装调精度要求高，工作距离远，要求准直到5千米左右。按照传统的思路调试，通常使用红外显示卡来显色，但是无法将屏幕安置于5千米外去调试，实验室环境中通常只有10米~20米的空间。通过光学软件仿真显示将光源准直于5千米后，在较近距离（如14.7米处）安装接收屏，所呈现出来的光斑并不锐利，是一个边界渐变的近似圆形光斑，这使得通过人眼判断红外显示卡上的光斑误差很大，没有清晰的边界来判断之间大小。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供一种大口径闪烁仪的发射端调焦系统，这种装置和方法能调节大口径闪烁仪发射端中光源在光路中的位置，使其出射光功率到达接收器时的准直度最好，使现有技术存在的光源调焦不够精准、发射光准直度不够高问题迎刃而解。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种大口径闪烁仪的发射端调焦系统，包括大口径闪烁仪发射端、光轨、红外摄像机、白色接收屏和内置光路仿真软件的PC机，还包括可调增益通道的控制电路；

所述控制电路包括按键、滤波器、CPU、通道选择模块、运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ、运放模块Ⅳ和LED光源；

所述按键依次通过滤波器、CPU、通道选择模块与运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ和运放模块Ⅳ连接，所述运放模块Ⅰ、运放模块Ⅱ、运放模块Ⅲ和运放模块Ⅳ分别与LED光源连接；

所述控制电路设置在大口径闪烁仪发射端内部，所述大口径闪烁仪发射端、红外摄像机和白色接收屏依次间隔的设置在光轨上，所述红外摄像机与PC机连接；