一種利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)及調(diào)定方法與流程

本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)及其調(diào)定方法。

背景技術(shù)：

通過光錐將CCD與像增強(qiáng)器耦合可有效提高CCD器件的探測靈敏度，為多種有效載荷提供技術(shù)支撐，具有廣泛用途。該套系統(tǒng)對暗物質(zhì)探測量能器輸出的光信號進(jìn)行增強(qiáng)、延遲，利用量能器輸出的觸發(fā)信號來控制像增強(qiáng)器的閘門功能，實(shí)現(xiàn)超短曝光時間的控制，通過耦合系統(tǒng)將光信號傳遞到高幀頻CCD探測器，利用高速圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和存儲。

傳統(tǒng)的微光成像探測系統(tǒng)中各個器件之間采用串聯(lián)耦合的方式，即像增強(qiáng)器及光錐通過施加一定的預(yù)緊力緊密貼合，然后通過光學(xué)環(huán)氧膠直接耦合于CCD器件感光靶面。由于CCD器件的特殊性，其感光靶面極其脆弱，尤其是在外界工作環(huán)境較惡劣的情況下容易損壞，主要因?yàn)椋?/p>

1)熱環(huán)境損壞。在外界溫度環(huán)境下，由于各個器件的熱膨脹系數(shù)不同，溫度的變化會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力施加于CCD器件感光靶面，極端條件下甚至有可能會損壞CCD器件，以至于整個系統(tǒng)失效。

2)力學(xué)環(huán)境損壞。由于耦合器件間為剛性接觸，在力學(xué)環(huán)境中由于器件間的振動會對CCD器件感光靶面產(chǎn)生壓力，可能會損壞探測器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)及其調(diào)定方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中面臨的熱斑效應(yīng)及應(yīng)力損傷的難題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：提供一種利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)，包括像增強(qiáng)器組件、光錐組件、探測器組件和主鏡筒，其特征在于：所述光錐組件和探測器組件之間設(shè)置有探測器間隔修切圈，光錐組件中光錐小端面與探測器組件之間存在空氣隙。

本發(fā)明還提供一種上述利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)的調(diào)定方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)測量光錐組件中光錐小端面到探測器間隔修切圈與光錐組件配合面的距離ξ₁；

2)測量探測器組件中探測器靶面到探測器間隔修切圈與探測器組件配合面的距離ξ₂；

3)測量探測器間隔修切圈厚度ξ；

4)利用下式計(jì)算空氣隙厚度ξ_空氣隙

ξ＝ξ₁+ξ₂-ξ_空氣隙；

5)測試耦合精度：若不滿足要求值，修研探測器間隔修切圈厚度，重復(fù)步驟3)～6)，直至ξ_空氣隙達(dá)到要求值，即可完成微光超快成像探測系統(tǒng)的耦合。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在設(shè)計(jì)中通過改變傳統(tǒng)微光成像探測系統(tǒng)的耦合方式，提出了利用空氣隙實(shí)現(xiàn)光錐與CCD耦合的微光探測系統(tǒng)，成功克服了微光探測系統(tǒng)的熱斑效應(yīng)及應(yīng)力損傷的難題，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、布局合理，提供了一種可靠、穩(wěn)定的光錐與CCD耦合微光超快成像探測系統(tǒng)及其調(diào)定方法。

附圖說明

圖1是具體實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中I處的細(xì)節(jié)放大示意圖；

圖中，1-像增強(qiáng)器組件、2-光錐組件、3-探測器組件、4-探測器間隔修切圈、5-像增強(qiáng)器間隔修切圈、6-彈性橡皮圈、7-主鏡筒、8-探測器、9-探測器支架、10-空氣隙、11-光錐。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示，實(shí)施例提供一種利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)，包括像增強(qiáng)器組件、光錐組件、探測器組件和主鏡筒、像增強(qiáng)器間隔修切圈、彈性橡皮圈、以及光錐組件和探測器組件之間設(shè)置有探測器間隔修切圈，光錐組件中光錐小端面與探測器組件之間存在空氣隙。

上述利用空氣隙實(shí)現(xiàn)的微光超快成像探測系統(tǒng)的調(diào)定方法，包括以下步驟：

1)測量光錐組件中光錐小端面到探測器間隔修切圈與光錐組件配合面的距離ξ₁；

2)測量探測器組件中探測器靶面到探測器間隔修切圈與探測器組件配合面的距離ξ₂；

3)測量探測器間隔修切圈厚度ξ；

4)利用下式計(jì)算空氣隙厚度ξ_空氣隙

ξ＝ξ₁+ξ₂-ξ_空氣隙；

5)測試耦合精度：若不滿足要求值，修研探測器間隔修切圈厚度，重復(fù)步驟3)～6)，直至ξ_空氣隙達(dá)到要求值，即可完成微光超快成像探測系統(tǒng)的耦合。

光錐組件與探測器組件的間隔由探測器間隔修切圈保證，通過修切探測器間隔修切圈，保證光錐小端面與探測器靶面的軸向間隔；光錐與像增強(qiáng)器件的間隔由像增強(qiáng)器間隔修切圈保證，通過修切像增強(qiáng)器間隔修切圈，同時增加彈性橡皮圈以達(dá)到施加均勻預(yù)緊力的作用，保證光錐大端面與像增強(qiáng)器的軸向間隔。同時，通過將各個器件的定位圈及修切圈的緊密配合連接，將各個器件由于力學(xué)環(huán)境產(chǎn)生的力分別傳遞到主鏡筒，主鏡筒具有相當(dāng)?shù)膭傂?，因此，就可以避免由于力學(xué)環(huán)境產(chǎn)生的應(yīng)力損壞耦合器件。