平行光管

平行光管是用于模拟放置在“光学无限远”(非常长距离)的标准目标的光学系统。 平行光管用于将参考目标的图像投影到测试相机的方向上。 根据设计中使用的光学元件的类型,平行光管分为两组:反射式平行光管和透射式平行光管。 反射式平行光管由于其宽光谱范围不仅可以专业用于测试红外热成像仪的系统,并且可以用于测试电视相机,SWIR相机,激光系统或多传感器系统。 透射式平行光管主要用于测试夜视装置或在可见/近红外范围内工作的电视相机的系统。

从光学设计者的角度出发,反射式平行光管可以看作为倒置的望远镜。因此根据反射镜的配置而有许多类型的反射式平行光管类型(牛顿,卡塞格林,史瓦兹等)。然而,实际上大部分反射式平行光管的典型结构为牛顿型设计(大抛物面镜与准直镜以及小平面镜),另外,反射式平行光管可以分为以下两个基本类型:离轴反射式平行光管与轴上式平行光管。

离轴反射式平行光管提供了无阻碍的口径因为次反射镜安装于平行光管口径之外(如图2所示)。然而,离轴反射式平行光管的生产成本比轴上反射式平行光管要高。低成本的对称抛物面反射镜用于设计轴上反射式平行光管。离轴反射式平行光管需要非对称反射镜(一面更大的母对称镜的部分),另外,离轴反射式平行光管的校准工作比轴上反射式平行光管要困难很多。Inframet生产一系列的CDT离轴反射式平行光管,可以作为Inframet公司设计生产的测试系统的模块或者作为单独的光学模块。

图1.一组不同口径及焦距的CDT平行光管 图2.离轴反射式平行光管光路原理

轴上式平行光管基于次反射镜的设计而导致在光学口径中心区域有坏区域的存在,这个特征使得轴上式平行光管对于测试大口径光学系统的相机存在着很大的局限性,且轴上式平行光管的中心坏区域会导致被测试的相机只有部分工作以及影响了测试精度。然而,这些平行光管在轴对准测试系统中是完全可接受的,或者当平行光管的口径足够大时,则中心坏区域不会与被测试相机的光学系统重合。Inframet设计生产的CJT平行光管以及用于JT轴对准测试系统以及用于MIS测试系统用于测试多传感器监控系统。

图3. CJT20100平行光管 图4.轴上式平行光管光路原理

与离轴抛物面镜相比来讲轴上抛物面镜的制造更容易。 轴上抛物面镜的市场比离轴抛物面镜的市场宽得多。 因此,高质量离轴抛物面镜的价格远高于具有类似制造精度的轴上抛物面镜的价格(不包括低成本且低质量的铝离轴镜)。 CDT平行光管使用昂贵的超高精度玻璃研磨技术制造,适合于产生高质量的图像。 这些不是由低成本铝铸造/研磨镜制成的平行光管,仅适用于要求较低的应用。 

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图5.使用不同CDT离轴平行光管构建的Inframet测试系统的照片: 用于测试红外热像仪的系统a)DT150,b)DT110,c)DT400

Inframet典型提供的平行光管为垂直方向配置的测试系统(黑体,靶轮以及靶标与平行光管配置为垂直方向)基于更好的热稳定性(对于测试高端科研型红外热像仪是重要的)。然而,Inframet也可以提供水平方向配置的测试系统(黑体,靶标和靶标配置为水平方向)。典型的离轴式平行光管的口径可以到300mm,根据需要可以扩展到500mm。

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