УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 1995 года по МПК G01M11/02 

Изобретение относится к технической оптике и может быть использовано для испытания инфракрасных оптических приборов.

Известно устройство [1] для измерения распределения освещенности в элементарных тест-объектах (например, светящаяся щель), содержащее источник излучения, линзовый конденсатор, тест-объект, коллиматорный объектив, оптическую систему для ориентации изображения тест-объекта относительно приемной щели, исследуемую оптическую систему, регистратор. Данное устройство позволяет получать одномерные разрезы различных ориентаций исследуемого распределения яркости. В силу того, что набор одномерных разрезов обладает свойством центральной симметрии относительно оптической оси устройства, определение количества энергии, содержащегося в пятне рассеяния (особенно несимметричной формы), неточно.

Известно устройство [1] содержащее источник света, линзовый конденсор, модулятор, диафрагму, расположенную в фокальной плоскости коллиматорного объектива, испытуемый объектив, сканирующее устройство, систему регистрации. Устройство позволяет исследовать распределение освещенности в пятне рассеяния путем сканирования изображения светящейся точки отверстием малого диаметра. Данное устройство пригодно лишь для исследования довольно крупных полей анализа и служит для прямого получения амплитуд яркостей в точках на плоскости изображения. Уменьшение угловых размеров полей анализа вплоть до размеров, сравнимых с размером функции рассеяния линии (ФРЛ), приводит к резкому уменьшению отношения сигнал/шум регистрирующей системы (по закону квадратов), что не позволяет воспроизводить амплитуду яркости на плоскости изображения с достаточным качеством происходит взаимное наложение сигналов соседних строк.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для определения ФРЛ [2] Это устройство содержит диффузный излучатель, нож Фуко (лезвие бритвы), коллиматор, а также регистрирующее устройство.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Оптическая схема обеспечивает работу только в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне (ИК) оптического спектра, так как при регистрации распределения освещенности в фокусе ОЭП приемником излучения, чувствительным в тепловом диапазоне спектра, имеют место засветки от конструктивных элементов в средней и дальней ИК-областях спектра, температура которых лежит в диапазоне собственного теплового излучения оптических элементов схемы, особенно чувствителен метод к изменению температуры ножа Фуко. В процессе измерения в результате переизлучения происходит нагревание ножа Фуко, что вносит дополнительную погрешность в измерения в виде неопределенности величины контраста между "светлой" и "темной" областями тестового изображения.

Целью изобретения является повышение качества метрологического обеспечения за счет расширения рабочего спектрального диапазона в тепловую область спектра, что позволяет расширить класс испытуемых приборов и повысить точность измерения функции рассеяния линии, в том числе для ОЭП с малыми полями зрения.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее диффузный излучатель, нож Фуко, коллиматор, измеритель излучения, дополнительно введен второй диффузный излучатель, при этом оба излучателя выполнены в виде колец с разной температурой, второй излучатель выполнен с возможностью регулирования температуры, а измеритель излучения с возможностью измерения разности радиационных температур, причем нож Фуко выполнен в виде зеркальной призмы несимметричного профиля, рабочее ребро которой расположено в фокальной плоскости коллиматора, одна грань призмы оптически связана с первым излучателем, а другая с вторым, призма установлена с возможностью линейного и углового перемещений в плоскости, перпендикулярной оптической оси коллиматора, а также вдоль оптической оси коллиматора.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 приведен пример пограничной кривой исследуемого ОЭП; на фиг. 3 график ФРЛ в абсолютных величинах перепада яркости; на фиг. 4 приведен набор ФРЛ, полученных в процессе поиска плоскости наилучшей установки приемника излучения ОЭП.

Устройство содержит нож Фуко, выполненный в виде зеркальной призмы 1 несимметричного профиля, одна грань которой оптически связана с диффузным излучателем 2, а вторая с диффузным излучателем 3, рабочее ребро призмы расположено в фокальной плоскости коллиматора 4, на выходе которого установлен ОЭП 5.

Диффузные излучатели 2, 3 представляют собой модели абсолютно черных тел (МАЧТ), выполненные в виде колец, диаметр которых 240 мм, высота 60 мм, излучающая поверхность (внутренняя часть цилиндра) профилирована, например, путем выборки пазов треугольного профиля по образующим цилиндра или путем нарезания резьбы на внутренней поверхности цилиндра. Излучающая поверхность МАЧТ покрыта эмалью АК 215 с коэффициентом излучения порядка 0,94-0,96. Один из излучателей включен в замкнутый контур системы регулирования температуры.

Призма 1 установлена на юстировочный столик с возможностью продольного и углового перемещений в плоскости, перпендикулярной оси коллиматора 4, кроме того, возможно перемещение вдоль оптической оси. Размер каждой рабочей грани призмы 1 должен превышать размеры полного поля зрения ОЭП 5 и обеспечивать оптическую связь с соответствующим диффузным излучателем 2 или 3, высота которого должна быть достаточной для полного заполнения поля зрения ОЭП в случае перемещения рабочего ребра призмы на край поля зрения ОЭП.

Призма выполнена из стекла с зеркальным покрытием на основе алюминия, с коэффициентом отражения порядка 0,96-0,98. Плоский угол при вершине призмы 105^о, основание представляет прямоугольник размером 40х80 мм последний размер в направлении перемещения. Длина продольного перемещения рабочего ребра призмы 40 мм, причем в каждом из крайних положений поле зрения испытуемого ОЭП полностью заполнено только одной из двух граней призмы. Рабочее ребро призмы расположено в фокальной плоскости зеркального коллиматора с фокусным расстоянием 2000 мм.

Использование: оптическое приборостроение. Сущность изобретения: устройство содержит два диффузных излучателя, выполненных в виде колец с разной температурой, нож Фуко, коллиматор и измеритель измерения разности радиационных температур. Нож Фуко выполнен в виде зеркальной призмы несимметричного профиля, рабочее ребро которой расположено в фокальной плоскости коллиматора. Одна грань призмы оптически связана с первым излучателем, а другая с вторым. Призма установлена с возможностью линейного и углового перемещений в плоскости, перпендикулярной оптической оси коллиматора и вдоль этой оси. Один из излучателей выполнен с возможностью регулирования его температуры. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ, содержащее первый диффузный излучатель, нож Фуко, коллиматор, измеритель излучения, отличающееся тем, что в него дополнительно введен второй диффузный излучатель, при этом оба излучателя выполнены в виде колец с разной температурой, второй излучатель выполнен с возможностью регулирования его температуры, а измеритель излучения с возможностью измерения разности радиационных температур, нож Фуко выполнен в виде зеркальной призмы несимметричного профиля, рабочее ребро которой расположено в фокальной плоскости коллиматора, одна грань призмы оптически связана с первым излучателем, а другая с вторым, призма установлена с возможностью линейного и углового перемещений в плоскости, перпендикулярной оси коллиматора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зеркальная призма установлена с возможностью дополнительного перемещения вдоль оптической оси коллиматора.