(高清版)GB∕T 38256-2019 多光路光軸平行性測(cè)試方法

ICS17.180.99GB/T38256—2019Testmethodforopticalaxisparallelismofmultipl國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 1 13測(cè)試方法分類及原理 13.1測(cè)試方法分類 13.2全口徑覆蓋法測(cè)試原理 13.3分束法測(cè)試原理 2 24.1設(shè)備選擇 24.2設(shè)備要求 2 35.1室內(nèi)測(cè)試環(huán)境 35.2外場(chǎng)測(cè)試環(huán)境 3 46.1可見/紅外成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試 46.2激光發(fā)射系統(tǒng)光軸與紅外成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試 46.3激光發(fā)射系統(tǒng)光軸與可見成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試 47測(cè)試數(shù)據(jù)處理 4附錄A(規(guī)范性附錄)大口徑平行光管出射光束平行性五棱鏡校驗(yàn)方法 6附錄B(規(guī)范性附錄)分束組件校驗(yàn)方法 7附錄C(資料性附錄)光軸平行性測(cè)試記錄 8ⅢGB/T38256—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)科學(xué)院提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)光電測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC487)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、長(zhǎng)春理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院微電子1GB/T38256—2019多光路光軸平行性測(cè)試方法本標(biāo)準(zhǔn)適用于具有可見、紅外成像系統(tǒng)和激光發(fā)射系統(tǒng)的多光路同時(shí)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上可見/紅外成像系統(tǒng)，或同時(shí)具有激光發(fā)射系統(tǒng)與可見/紅外成像系統(tǒng)的光電設(shè)備。光軸平行性opticalaxisparallelism多光路各光軸對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)目標(biāo)指向的一致性。探測(cè)器單個(gè)像元尺寸與光學(xué)系統(tǒng)焦距之比。激光轉(zhuǎn)紅外靶板lasertoinfrare將激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的光束轉(zhuǎn)化為可被紅外成像系統(tǒng)接收的熱斑的器件。3測(cè)試方法分類及原理測(cè)試方法分為兩類：b)分束法。將大口徑平行光管發(fā)出的平行光束同時(shí)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)多光路光電設(shè)備中的各系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的光軸平行性測(cè)試。應(yīng)保證平行光管的通光口徑完全覆蓋各系統(tǒng)的通光口徑。全口徑覆蓋法原理如圖1所示。2GB/T38256—2019被被測(cè)多光路光電設(shè)備大大口徑平行光管紅外成像系統(tǒng)激光發(fā)射系統(tǒng)圖1全口徑覆蓋法原理圖3.3分束法測(cè)試原理將小口徑平行光管發(fā)出的一束平行光束經(jīng)分束組件分成具有一定間距并相互平行的兩束(或兩束以上)光束，分別對(duì)準(zhǔn)被測(cè)多光路光電設(shè)備中的各系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的光軸平行性測(cè)試。分束法原理如圖2所示。激光發(fā)射系統(tǒng)或激光發(fā)射系統(tǒng)或可見/紅外成像系統(tǒng)可見/紅外成像系統(tǒng)或激光發(fā)射系統(tǒng)被測(cè)多光路光巾設(shè)備小口徑平行光管分束組件圖2分束法原理圖4測(cè)試設(shè)備4.1設(shè)備選擇全口徑覆蓋法采用大口徑平行光管，分束法采用分束式平行光管。4.2設(shè)備要求4.2.1大口徑平行光管4.2.1.1大口徑平行光管的通光口徑應(yīng)覆蓋被測(cè)多光路光電設(shè)備各系統(tǒng)的通光口徑，如圖3所示，其中實(shí)線代表大口徑平行光管通光口徑，虛線代表被測(cè)多光路光電設(shè)備中各系統(tǒng)的通光口徑。3GB/T38256—2019圖3大口徑平行光管覆蓋范圍示意圖4.2.1.2大口徑平行光管的出射光束平行性誤差應(yīng)小于被測(cè)多光路光電設(shè)備光軸平行性要求的1/5。測(cè)試前應(yīng)對(duì)大口徑平行光管的出射光束平行性進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)方法見附錄A。4.2.2.1分束式平行光管由小口徑平行光管和分束組件組成。小口徑平行光管發(fā)出的光束經(jīng)分束組件后，形成具有一定間距的兩束(或兩束以上)平行光束。被測(cè)多光路光電設(shè)備各系統(tǒng)的通光口徑應(yīng)完全覆蓋分束后的平行光束的口徑，如圖4所示，其中實(shí)線圓代表平行光束口徑，虛線代表被測(cè)多光路光電設(shè)備各系統(tǒng)的通光口徑。圖4分束式平行光管覆蓋范圍示意圖4.2.2.2兩束平行光束間的平行性誤差應(yīng)小于被測(cè)多光路光電設(shè)備光軸平行性要求的1/5。測(cè)試前應(yīng)對(duì)分束式平行光管中分束組件的平行性進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)方法見附錄B。5測(cè)試環(huán)境5.1室內(nèi)測(cè)試環(huán)境溫度25℃±10℃,相對(duì)濕度不大于70%,振動(dòng)引起的光束抖動(dòng)小于像元角分辨率。5.2外場(chǎng)測(cè)試環(huán)境應(yīng)在符合被測(cè)多光路光電設(shè)備檢驗(yàn)和使用要求的環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試。4GB/T38256—20196測(cè)試程序6.1可見/紅外成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試按第3章給出的方法，采用以下步驟進(jìn)行測(cè)試：a)對(duì)所用的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)；b)在平行光管焦面上放置目標(biāo)板(如星點(diǎn)、十字絲等),用可見/紅外光源照明；c)調(diào)整被測(cè)多光路光電設(shè)備(或平行光管)的方位角和俯仰角，使目標(biāo)成像在其中一個(gè)系統(tǒng)的視場(chǎng)中心；d)測(cè)量目標(biāo)在其他成像系統(tǒng)視場(chǎng)中的成像位置，記錄目標(biāo)像在水平和垂直方向偏離視場(chǎng)中心的像元數(shù)m和n,記錄格式可參見附錄C。6.2激光發(fā)射系統(tǒng)光軸與紅外成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試按第3章給出的方法，采用以下步驟進(jìn)行測(cè)試：a)對(duì)所用的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)；b)在平行光管焦面上放置帶有星點(diǎn)孔的激光轉(zhuǎn)紅外靶板，用紅外光源照明；c)調(diào)整被測(cè)多光路光電設(shè)備(或平行光管)的方位角和俯仰角，使星點(diǎn)成像在紅外成像系統(tǒng)的視場(chǎng)中心；d)關(guān)閉照明光源，開啟激光發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射激光光束；e)激光光束直接(或經(jīng)衰減后)進(jìn)入平行光管，聚焦在平行光管焦面的激光轉(zhuǎn)紅外靶板上，形成熱斑；f)在被測(cè)多光路光電設(shè)備的紅外成像系統(tǒng)中測(cè)量熱斑像的位置，記錄熱斑像在水平和垂直方向偏離視場(chǎng)中心的像元數(shù)m和n,記錄格式可參見附錄C。6.3激光發(fā)射系統(tǒng)光軸與可見成像系統(tǒng)光軸平行性測(cè)試按第3章給出的方法，采用以下步驟進(jìn)行測(cè)試：a)對(duì)所用的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)。b)在平行光管焦面上放置目標(biāo)板(如星點(diǎn)、十字絲等),用可見光源照明。c)調(diào)整被測(cè)多光路光電設(shè)備(或平行光管)的方位角和俯仰角，使目標(biāo)成像在可見成像系統(tǒng)視場(chǎng)d)關(guān)閉照明光源，在平行光管焦面上放置熱敏紙。e)開啟激光發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射激光光束。激光光束直接(或經(jīng)衰減后)進(jìn)入平行光管，聚焦在平行光管焦面的熱敏紙上，形成黑斑。f)在被測(cè)多光路光電設(shè)備的可見成像系統(tǒng)中測(cè)量黑斑像的位置，記錄黑斑像在水平和垂直方向偏離視場(chǎng)中心的像元數(shù)m和n,記錄格式可參見附錄C。7測(cè)試數(shù)據(jù)處理按式(1)、式(2)分別計(jì)算水平方向和垂直方向的光軸平行性： (1) (2)5GB/T38256—2019m——目標(biāo)成像位置偏離視場(chǎng)中心水平方向像元數(shù)；n—-—目標(biāo)成像位置偏離視場(chǎng)中心垂直方向像元數(shù)；f———被測(cè)多光路光電設(shè)備成像系統(tǒng)焦距，單位為毫米(mm)。6GB/T38256—2019(規(guī)范性附錄)大口徑平行光管出射光束平行性五棱鏡校驗(yàn)方法A.1校驗(yàn)所需的儀器及要求大口徑平行光管出射光束平行性校驗(yàn)所需的儀器包括自準(zhǔn)直儀、五棱鏡及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)。自準(zhǔn)直儀測(cè)角精度應(yīng)優(yōu)于被測(cè)多光路光電設(shè)備像元角分辨率，五棱鏡移動(dòng)距離應(yīng)大于平行光管口徑，使五棱鏡可對(duì)平行光管進(jìn)行全口徑掃描。A.2校驗(yàn)步驟采用五棱鏡掃描法校驗(yàn)，至少在相互垂直的兩個(gè)方向上進(jìn)行，校驗(yàn)方法如圖A.1所示。具體步驟a)將五棱鏡及移動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)平行光管；b)自準(zhǔn)直儀通過(guò)五棱鏡瞄準(zhǔn)平行光管分劃板的像；c)移動(dòng)五棱鏡，從平行光管全口徑的一端移到另一端，通過(guò)自準(zhǔn)直儀觀察平行光管分劃板的像方位角的變化情況，若像的方位角有變化，說(shuō)明平行光管出射光束不平行，沿平行光管光軸方向調(diào)整分劃板位置，重新移動(dòng)五棱鏡觀察像的方位角變化情況，直至像的方位角不再改變時(shí)，校驗(yàn)完成。無(wú)棱鏡及無(wú)棱鏡及移動(dòng)機(jī)構(gòu)大口徑平行光管白準(zhǔn)直儀圖A.1大口徑平行光管出射光束平行性校驗(yàn)方法示意圖GB/T38256—2019(規(guī)范性附錄)分束組件校驗(yàn)方法B.1校驗(yàn)所需的儀器及要求分束組件校驗(yàn)所需的儀器包括自準(zhǔn)直儀、大口徑平面反射鏡。大口徑平面反射鏡面形誤差引起的光束平行性誤差小于被測(cè)多光路光電設(shè)備光軸平行性要求的B.2校驗(yàn)步驟采用自準(zhǔn)直法，利用大口徑平面反射鏡和自準(zhǔn)直儀，測(cè)試分束式平行光管中分束組件的平行性，如a)調(diào)整自準(zhǔn)直儀與大口徑平面反射鏡自準(zhǔn)成像；b)保持自準(zhǔn)直儀位置不變，將分束組件放置于自準(zhǔn)直儀與大口徑平面反射鏡之間，分束組件的半反半透鏡組端對(duì)準(zhǔn)自準(zhǔn)直儀；c)自準(zhǔn)直儀的出射光束經(jīng)分束組件后，由平面反射鏡反射按原路返回至自準(zhǔn)直儀；d)讀取自準(zhǔn)直儀上自準(zhǔn)直目標(biāo)成像位置方位角和俯仰角數(shù)值(即為分束組件誤差引起的兩出射光束平行性偏差),調(diào)整分束組件，直至兩數(shù)值符合被測(cè)多光路光電設(shè)備光軸平行性的測(cè)試精大口徑平面反射鏡大口徑平面反射鏡分束組件分束組件圖B.1分束組件校驗(yàn)方法示意圖78GB/T38256—2019(資料性附錄)光軸平行