【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學檢測，具體提供一種極紫外波段整機傳函測試裝置及方法。
技術介紹
1、隨著光電產業的迅速發展，光學系統被廣泛用于航天領域，評價光學系統成像質量的檢測器件及處理方法也得到了不斷提升。目前常用的客觀、有效的評價方法是光學傳遞函數評價法，它是通過分析不同空間頻率目標對比度，確定系統成像質量。對光學系統的傳函測試方法主要有3種：分辨率法、波像差法和光學傳遞函數法。分辨率法常用具有等寬的黑白相間矩形或扇形分辨率板，根據可判斷的最小條紋寬度計算分辨率，該方法測試過程簡單，可在一定程度上得到量化數值，但該方法無法得到完整的全頻段傳函曲線。波像差法是利用點物經存在像差的光學系統后，產生的實際波面與理想球面波的差別表征。常用方法是干涉法，對被檢波面和已知波面經過干涉形成的干涉條紋進行檢測，得出系統波像差。該方法精度高，目前廣泛用于光學系統的裝調和檢測，缺點是測試方法較為復雜，忽略了探測器和系統雜光影響，無法模擬光學系統的真實使用環境。光學傳遞函數法是將物視為由不同頻率的頻譜組成，經過光學系統后分析圖像得到低、中、高頻信息。該方法測試過程簡單，相較分辨率法更能反應真實環境，常用包括：星點法、狹縫法和刃邊法，其中刃邊法為測量極紫外波段整機傳函奠定基礎。
2、2.1分辨率法，極紫外波段無法透過石英玻璃，所以無法使用常規材質分辨率板。而金屬材質鏤空分辨率板存在易變形、高頻率條紋邊緣不夠銳利等問題；激光等離子體光源成像區域較小、不均勻；上述因素會導致測試結果存在偏差。并且分辨率板無法實現全頻段連續mtf測試。因此極紫外波段不采用
3、2.2波像差法，目前主流的干涉儀（如zygo）采用的是白光激光光源，完成白光波像差測試，無法獲得極紫外波段傳函數據，因此該方法并不適用于短波傳函測試。
4、2.3光學傳遞函數法，其中2.3.1星點法中，星點法是將一個理想點目標放置于平行光管焦面上，調整相機位置使得該像點成像在相機探測器表面，計算其點擴散函數確定mtf。點擴散函數法的要求是小于1個像素的目標點在像元成像，且該目標點在1個像素范圍內，不能跨越在兩個像素中間（混頻現象），這就對目標和探測器配準提出了極高要求；且真空條件下，機械泵、分子泵等真空設備會產生振動，易出現點目標跨越在兩個像素中間的現象，測試難度較大。2.3.2狹縫法中，為了解決星點法的能量不足問題，提出了狹縫法。狹縫相當于無數星點組成，可提供較為充足的能量，采用十字或旋轉狹縫等途徑可實現子午和孤矢方向mtf測試，目前德國trioptics公司、美國optikos公司所生產的mtf傳函儀均采用該方法。但狹縫寬度會影響mtf測試，狹縫寬度越小，越接近線光源，mtf測試越準確，極紫外波段光源亮度低，且光源均勻性差，區域小，測試結果誤差較大，不適合于極紫外波段測試。2.2.3刀口法中，ruijter等人提出的傾斜邊緣法具有測試結構、計算方法簡單，該方法是將銳利刀口經光管、顯微鏡頭成像到cmos上，配合濾光片可得到單波長全頻率段mtf曲線，目前廣泛用于可見光探測器、整機mtf測試，也不適合于極紫外波段測試。
技術實現思路
1、本專利技術為解決上述問題，提供了一種極紫外波段整機傳函測試裝置及方法，提高了到達成像儀位置特定極紫外波長能量。刀口靶標實現刀口圖像采集，無需星點法像素級對準精度，降低了測試難度;采用高反射率鍍膜的平行光管，提高了到達成像儀的極紫外波段光束能量實現了極紫外波段整機mtf測試，適用于所有弱信號極紫外波段整機mtf測試。
2、第一方面，本專利技術提供一種極紫外波段整機傳函測試裝置，包括光源系統、平行光管、刀口靶標、二維平移臺、成像儀以及為測試裝置中所有設備提供目標真空度的真空罐，所述光源系統包括用于產生極紫外波段光束能量來源的激光器和用于產生極紫外波段連續譜線的金屬靶，所述刀口靶標設置在所述二維平移臺上，所述刀口靶標安裝在所述平行光管的焦面位置；
3、在粗對準階段下，將可見光光源放置在所述激光器的位置，根據前透鏡焦距初步確定透鏡位置，移動所述二維平移臺使得所述刀口靶標接近所述光源系統的出光位置，使得所述成像儀接收到所述刀口靶標；
4、在測試階段下，將所述激光器替換所述可見光光源，測試裝置中所有設備擰緊并檢查是否存在漏氣現象，將所述真空罐的真空度調整至目標真空度，開啟所述激光器，再次調節所述前透鏡的透鏡位置使得所述激光器的極紫外波段出射光束最亮，調節所述二維平移臺上所述刀口靶標在平移方向上的位置，使得所述刀口靶標的刀口位置對準所述極紫外波段出射光束的最亮位置，所述極紫外波段出射光束經過所述平行光管出射到所述成像儀上，所述成像儀開機并采集預定曝光時間的所述刀口位置圖像，將所述平行光管和所述成像儀之間的閥門關閉，所述成像儀采集暗場圖像，將所述刀口位置圖像減去所述暗場圖像得到待處理刀口圖像，對所述待處理刀口圖像進行分析得到所述成像儀調制傳遞函數mtf曲線。
5、作為一種優選的方案，所述刀口靶標的刀口放置角度控制在2°至10°。
6、作為一種優選的方案，所述目標真空度為1×10-3pa。
7、作為一種優選的方案，所述可見光光源為可見光發光二極管led。
8、作為一種優選的方案，利用sfrmat3軟件包對所述待處理刀口圖像進行分析。
9、作為一種優選的方案，所述sfrmat3軟件包的計算方法如下：
10、
11、其中lsf是線傳遞函數，由以下公式決定：
12、
13、其中，為線傳遞函數，e為自然常數，為圖像銳利刀口邊緣灰度值的實際分布函數，為刀口邊緣灰度值的實際理想分布函數，為空間頻率，即每毫米線對數，為所述待處理刀口圖像上的像素點位置。
14、作為一種優選的方案，所述金屬靶為銅靶，所述激光器與所述銅靶共同組成激光等離子體光源。
15、作為一種優選的方案，還包括穿倉電纜及用于接收、實時顯示以及存儲圖像的計算機，所述穿倉電纜一端與所述成像儀電連接，所述穿倉電纜另一端與所述計算機電連接，所述穿倉電纜將所述成像儀的電信號傳輸至所述計算機。
16、第二方面，本專利技術提供一種極紫外波段整機傳函測試方法，所述方法應用于如上述的極紫外波段整機傳函測試裝置，所述方法包括：
17、在粗對準階段下，將可見光光源放置在激光器的位置，通過調整所述激光器的前透鏡的前后距離調節光源系統的出光強度，移動二維平移臺使得刀口靶標接近所述光源系統的出光位置，使得成像儀接收到所述刀口靶標；
18、在測試階段下，將所述激光器替換所述可見光光源，測試裝置中所有設備擰緊并檢查是否存在漏氣現象，將真空罐的真空度調整至目標真空度，開啟所述激光器，再次調節所述前透鏡的透鏡位置使得所述激光器的極紫外波段出射光束最亮，調節所述二維平移臺上所述刀口靶標在平移方向上的位置，使得所述刀口靶標的刀口位置對準所述極紫外波段出射光束的最亮位置，所述極紫外波段出射光束經過平行光管出射到所述成像儀上，所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，包括光源系統、平行光管、刀口靶標、二維平移臺、成像儀以及為測試裝置中所有設備提供目標真空度的真空罐，所述光源系統包括用于產生極紫外波段光束能量來源的激光器和用于產生極紫外波段連續譜線的金屬靶，所述刀口靶標設置在所述二維平移臺上，所述刀口靶標安裝在所述平行光管的焦面位置；
2.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述刀口靶標的刀口放置角度控制在2°至10°。
3.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述目標真空度為1×10-3pa。
4.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述可見光光源為可見光發光二極管LED。
5.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，利用sfrmat3軟件包對所述待處理刀口圖像進行分析。
6.如權利要求5所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述sfrmat3軟件包的計算方法如下：
7.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述金
8.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，還包括穿倉電纜及用于接收、實時顯示以及存儲圖像的計算機，所述穿倉電纜一端與所述成像儀電連接，所述穿倉電纜另一端與所述計算機電連接，所述穿倉電纜將所述成像儀的電信號傳輸至所述計算機。
9.一種極紫外波段整機傳函測試方法，其特征在于，所述方法應用于如權利要求1至8中任一項所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，所述方法包括：
...【技術特征摘要】
1.一種極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，包括光源系統、平行光管、刀口靶標、二維平移臺、成像儀以及為測試裝置中所有設備提供目標真空度的真空罐，所述光源系統包括用于產生極紫外波段光束能量來源的激光器和用于產生極紫外波段連續譜線的金屬靶，所述刀口靶標設置在所述二維平移臺上，所述刀口靶標安裝在所述平行光管的焦面位置；
2.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述刀口靶標的刀口放置角度控制在2°至10°。
3.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述目標真空度為1×10-3pa。
4.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置，其特征在于，所述可見光光源為可見光發光二極管led。
5.如權利要求1所述的極紫外波段整機傳函測試裝置...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李欣鍇，何玲平，陳波，宋克非，張廣，任帥，張宏吉，王海峰，沈亨，門樹東，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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