一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法与流程

1.本发明涉及光路标校技术领域，具体涉及一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法。


背景技术：

2.目前，以低轨道星座为代表的天基网络正在大规模建设阶段，星间激光通信具备速率高、体积小、抗干扰和保密性高等特点，已经成为天基网络组网的首选手段。星间激光通信载荷在随火箭发射入轨后，由于力环境、热环境变化的影响，导致其安装基准发生偏移，该偏移量导致激光通信载荷之间在首次建立通信链路时，搜索的不确定区域极大，捕获概率也随之降低。激光通信载荷进行首次建链之前需要标校，以修正安装基准发生的偏移，现有的激光通信载荷通常只能采用信标光进行标校，无法将信标光光路切换至恒星标校光路，进行恒星光标校。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本发明的目的在于提供一种用于恒星标校的光路切换装置及切换方法，解决信标光光路切换至恒星标校光路的技术问题。
5.(二)技术方案
6.本发明提供了一种用于恒星标校的光路切换装置，包括光学结构、光学天线、滤光片、透镜组、探测器和滤光片切换模块；光学天线、滤光片、透镜组和探测器依次布置于光学结构上；滤光切换模块与滤光片连接，用以驱动滤光片偏离光束主路或返回光束主路；
7.光学天线用以合束外部光束，并将外部光束反射至滤光片，或将外部光束放射至透镜组；
8.透镜组用以滤光片滤光后的光束聚焦至探测器成像，或直接用以光学天线反射后外部光束聚焦至探测器成像。
9.进一步地，光学天线包括光学主镜和光学次镜，光学主镜与光学次镜间隔设置，外部光束经光学主镜合束至光学次镜，光学次镜再将外部光束反射至滤光片或透镜组。
10.进一步地，光学主镜为凹面镜，光学次镜设置于光学主镜凹面部分的正上方。
11.进一步地，光学天线的放大倍率为5-20倍。
12.进一步地，滤光片的滤波带宽为10-50nm。
13.进一步地，透镜组的焦距为10-100mm。
14.进一步地，所述探测器的像元个数为1280
×
1024，像元尺寸为4.8μm，波段探测范围为600nm～1000nm。
15.进一步地，探测器为可见光探测器。
16.进一步地，所述滤光片切换模块为微摆动电机，微摆动电机的输出端连接所述滤光片，带动滤光片来回摆动。
17.本发明还提供一种用于恒星标校的光路切换方法，包括上述的用于恒星标校的光路切换装置，包括信标光标校和恒星光标校：
18.光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至滤光片滤光，滤光片对反射来的光束滤光，并将滤光后的光束传至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成信标光标校；
19.滤光片切换模块驱动滤光片摆动偏离光束主路，光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成恒星光标校。
20.(三)有益效果
21.相比于现有技术，本发明具有以下优点：
22.本发明提供的用于恒星标校的光路切换装置，通过光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至滤光片滤光，滤光片对反射来的光束滤光，并将滤光后的光束传至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成信标光标校；进行恒星光标校时，滤光片切换模块驱动滤光片摆动偏离光束主路，光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成恒星光标校；两者共用一套设备，降低成本，且满足信标光标校与恒星光标校的来回切换。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的一种用于恒星标校的光路切换装置的结构示意图。
24.其中，1、光学天线，2、滤光片，3、透镜组，4、探测器，5、光学结构，6、滤光片切换模块。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的具体实施方式做出详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
26.需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
27.图1是本发明实施例提供的一种用于恒星标校的光路切换装置的结构示意图，该光路切换装置，包括光学结构、光学天线、滤光片、透镜组、探测器和滤光片切换模块；光学天线、滤光片、透镜组和探测器依次布置于光学结构上；滤光切换模块与滤光片连接，用以驱动滤光片偏离光束主路或返回光束主路；光学天线用以合束外部光束，并将外部光束反射至滤光片，或将外部光束放射至透镜组；透镜组用以滤光片滤光后的光束聚焦至探测器成像，或直接用以光学天线反射后外部光束聚焦至探测器成像。
28.作为一些可选实施例，光学天线包括光学主镜和光学次镜，光学主镜与光学次镜间隔设置，外部光束经光学主镜合束至光学次镜，光学次镜再将外部光束反射至滤光片或
透镜组。优选的，光学主镜为凹面镜，光学次镜设置于光学主镜凹面部分的正上方。
29.具体地，光学天线的放大倍率为5-20倍，优选10倍放大倍率。光学天线材料为微晶玻璃，光学天线的口径80mm。滤光片的滤波带宽为10-50nm，优选带宽20nm。透镜组的焦距为10-100mm，优选焦距为50mm。所述探测器的像元个数为1280
×
1024，像元尺寸为4.8μm，波段探测范围为600nm～1000nm。探测器为可见光探测器，优选ccd探测器，具体采用noiv2sn1300a-qdc可见光探测器。光学结构5材质采用铝基碳化硅，光学结构为光学固定结构件，本技术中的光学结构为一安装板，用以光学天线、滤光片、透镜组、探测器和滤光片切换模块的安装。所述滤光片切换模块为微摆动电机，微摆动电机的输出端连接所述滤光片，带动滤光片来回摆动。
30.本发明还提供一种用于恒星标校的光路切换方法，包括上述的用于恒星标校的光路切换装置，包括信标光标校和恒星光标校：
31.光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至滤光片滤光，滤光片对反射来的光束滤光，并将滤光后的光束传至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成信标光标校；
32.滤光片切换模块驱动滤光片摆动偏离光束主路，光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成恒星光标校；
33.当再需要信标光标校，滤光片切换模块驱动滤光片摆动返回光束主路，学次镜将合束的外部光束反射至滤光片滤光，滤光片对反射来的光束滤光，并将滤光后的光束传至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，再次完成信标光标校；依此类推，实现信标光标校和恒星光标校的来回切换。
34.本发明提供的用于恒星标校的光路切换装置，通过光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至滤光片滤光，滤光片对反射来的光束滤光，并将滤光后的光束传至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成信标光标校；进行恒星光标校时，滤光片切换模块驱动滤光片摆动偏离光束主路，光学主镜将外部光束合束至光学次镜，光学次镜将合束的外部光束反射至透镜组；透镜组将光束聚焦至探测器上成像，完成恒星光标校；两者共用一套设备，降低成本，且满足信标光标校与恒星光标校的来回切换。
35.本发明提供的基于场增强体制的微波切换方法的有益效果与本发明的用于恒星标校的光路切换装置的有益效果相对应，不再重复赘述。
36.虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。
37.本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。