本發明涉及航空航天光學技術領域，提供了一種同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準裝置和對準方法，包括：平臺、固定在所述平臺上的平行光管、經緯儀、圖像采集系統、固定在五維探測器調整架上的探測器支撐工裝、安裝在探測器支撐工裝上的大靶面探測器、固定五維探測器調整架的光學系統安裝基準工裝、固定在光學系統安裝基準工裝上的光學系統和立方棱鏡；發明了一種同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準裝置及方法，可以實現矩形探測器與同軸光學系統主次鏡一次像面處的矩形視場光闌的精確對正。

技術領域

本發明涉及航空航天光學技術領域，特別涉及一種同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準裝置及方法。

背景技術

隨著航空航天光學系統載荷逐漸向輕質高剛度高穩定性方向發展，同軸光學系統廣泛應用于航空航天光學載荷中，無論是同軸全反式光學系統還是同軸折反式光學系統一般都包含兩鏡光學系統（即含有主鏡、次鏡），為了抑制光學系統的視場外雜光，通常在兩鏡系統的一次像面處設置視場光闌，視場光闌的作用可以抑制視場外雜散光進入到成像視場內，從而提高光學系統的信雜比。一般將視場光闌放置在主鏡的中心開孔的前后。由于光學系統的探測器一般為矩形，對應的光學系統視場為矩形視場，所以為了更高的抑制光學系統雜散輻射，視場光闌的形狀也為矩形。視場光闌位于同軸系統主次鏡的一次像面上，一次像面與探測器像面存在對應的共軛關系，如果不解決視場光闌與探測器的對準問題，一方面會引入視場外雜散光進入探測器成像視場內，另一方面會使視場光闌的邊緣刃邊成像在探測器上，從而產生視場光闌的像，影響光學系統對目標的成像。

因此，本發明提供了一種同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準裝置及方法，可以解決矩形探測器與同軸光學系統主次鏡一次像面處的矩形視場光闌的精確對正。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是設計同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準裝置及方法，可以解決矩形探測器與同軸光學系統主次鏡一次像面處的矩形視場光闌的精確對正。視場光闌對準后，可以更好的抑制視場外雜散輻射進入到光學系統，從而提升光學系統的成像質量。同軸光學系統的矩形視場光闌需要進行高精度安裝和對準，搭建一套視場光闌與光學系統基準的安裝對準裝置，保證視場光闌安裝對準裝置簡單，可操作性更強，易于實現產品的批量化裝配和調整。

為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：

一種同軸光學系統的矩形視場光闌安裝對準方法，包括以下步驟：

S1、依光路依次設置平行光管、可三維方位調整的光學系統、可水平、豎直和俯仰位置調整的大靶面探測器、經緯儀和圖像采集系統；

S2、將經緯儀對準光學系統基準面上的立方棱鏡的至少兩個不同側面，依據返回像對光學系統三維方位的調整，間接實現對平行光管和光學系統的光軸對準；

S3、調節大靶面探測器水平、豎直和俯仰位置，使光學系統和大靶面探測器在繞光軸旋轉方向對正齊平；

S4、根據圖像采集系統采集的大靶面探測器上視場光闌的像的四個邊緣位置的像素點坐標，調整視場光闌，直至大靶面探測器上視場光闌的水平線陣像點ab對應的像素點的橫坐標相同，豎直線陣上的像點ef對應的像素點的縱坐標相同，并且相對應的像素點距離星點像中心像素點的位置一致。

優選地，步驟S1中，將平行光管、光學系統和經緯儀高度調至同軸。

優選地，步驟S2具體包括：

S201、將平行光管換成十字靶標，利用經緯儀瞄準平行光管的十字靶標，調整經緯儀方位和俯仰，使經緯儀十字叉絲與平行光管十字絲從重合；

S202、 利用經緯儀瞄準光學系統基準工裝上的立方棱鏡，使經緯儀的十字叉絲經立方棱鏡反射后的返回像與經緯儀自身的十字叉絲對正；