专利名称：弱光探测仪及其标校系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学探测领域，尤其涉及一种弱光探测仪及其标校系统。
背景技术：
随着航天技术的发展，在环绕地球的空间中出现了越来越多的各种用途的空间目标卫星，运动在各种各样的轨道上。空间人造卫星也越来越多，为了实现对空间目标的有效监管与识别，需要对空间目标的亮度、运动轨道、几何特征等目标特性等进行测量。[0003] 夜空中繁星满布，有明亮的也有暗淡的。为了方便形容他们的光度，天文学家创立了星等用来表示星体光度。人们为了划分星星的明暗程度，天文学家经过深入研究制定了一种标准星等系统给出了夜空中每颗星的标准星等值。 卫星星等是表示该卫星星体亮度的相对度量，它是卫星的一项重要参数，是必须考核的技术指标，对其进行精确测量不管是在天文、航空、航天、航海还是在现代战争等方面都具有极其重要的意义。 星等的测量即为光度测量，光度测量是指测量来自有限波段范围内的辐射流，传统标校手段主要采用光度计法，参见图l，具体方法和结构如下 在星模拟器上安装星点，以模拟无穷远星点目标，调整星模拟器光源亮度及中性滤光片数量，同时用光电照度计监视星模拟器出射的光束照度，当光电照度计输出照度值达到所模拟的等星照度值时，保持其它条件不变，去掉光电照度计，用相机对准星模拟器模拟的星点目标进行拍摄，最后对拍摄图像进行分析处理得出相机的探测能力。[0007] 随着现代战争的发展，空间将是未来战争中新的战争疆域和制高点，发展天基空间目标监视技术是增强我国空间威慑力量，是保障我军在未来天地一体化战争、特别是空间攻防与对抗中占据优势地位的关键。因此对天基空间目标监视相机的探测能力也相应提出了更高的要求，探测能力高达+14mv等星，照度相对于6.7X10—"lx。尽管采用光电照度计法可对相机探测能力进行标校，但与此同时，该方法存在一个明显的缺点经调研目前国内市场上研制的光电照度计最低探测能力只能达到10—4x，其照度相当于目视+8mv等星的照度值。采用传统的光电照度计法不能满足对星模拟器模拟的+14mv等星甚至更高星等的光照度定量标校，因此不能明确给出星模拟器模拟的星等值，也就不能明确给出相机的探测能力。目前国内对如此低照度的探测以及标定还是一片空白，必须探索新的测试标校方法。

实用新型内容为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种探测能力强、系统稳定、结构简单的弱光探测仪及其标校系统。 本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供了一种弱光探测仪，其特殊之处在于所述弱光探测仪包括天文望远镜以及与其电性相连的CCD探测器。[0010] 上述CCD探测器是高量子效率以及暗噪声小的CCD探测器。[0011] 上述CCD探测器是暗噪声不高于0. 0086-/^/86"动态范围不低于8位、量子效率不小于90%、分辨率不低于1024X 1024的CCD探测器。 上述天文望远镜是口径不小于300mm、角分辨率不低于0. 38〃以及可探测极限星等不低于+14. 2mv的天文望远镜。 —种基于弱光探测仪的弱光探测标校系统，其特殊之处在于所述弱光探测标校系统包括光源、星模拟装置以及弱光探测仪；所述光源、星模拟装置以及弱光探测仪依次置于同一光路上。 上述衰减片置于光源和星模拟装置之间。[0015] 上述星模拟装置是星模拟器或平行光管。 上述弱光探测标校系统还包括用于调整被测相机入瞳位置的调整架。[0017] 上述光源是点光源或普通性一般光源。[0018] 本实用新型的优点是 1、探测能力强。本实用新型利用天文望远镜的高探测能力而进行设计，所开发的弱光探测仪以及标校系统，因不同参数的天文望远镜其探测能力不同，一般可以达到十几等星甚至更高，可以很好的解决弱光探测以及标定的问题。 2、系统稳定。本实用新型将天文望远镜替换现有技术中的光电照度计而形成的标校系统，由于天文望远镜其内部结构的稳定，加之与星模拟器的相互配合，可以更好的对弱光进行标校，相对于光电照度计的标校系统而言，其系统稳定。 3、结构简单。本实用新型就是将原有的光电照度计用天文望远镜和CCD所代替，结构相当简单，而且使用尤其方便。

图1为现有技术中标校系统结构示意图； 图2为本实用新型所提供的弱光探测仪结构示意图； 图3为本实用新型所提供的弱光探测仪标校系统结构示意图。
具体实施方式参见图2，本实用新型提供了一种弱光探测仪，该弱光探测仪包括天文望远镜1以及与其电性相连的CCD探测器2。该CCD探测器2是暗噪声不高于0. 0086-/^/86"动态范围不低于8位、量子效率不小于90%、分辨率不低于1024x1024的CCD探测器，其可以采用深度热电空气制冷，并且无需液体辅助，制冷温度可以达到-7(TC的高量子效率、暗噪声要小的CCD探测器。天文望远镜l是口径不小于300mm、角分辨率不低于0.38"、可探测极限星等不低于+14. 2mv的天文望远镜。当然口径越大所能探测的星等就越高，50mm 口径的天文望远镜可探测极限星等+10. 3mv，500mm 口径的天文望远镜可探测极限星等+15. 3mv，只要能满足探测要求的天文望远镜都可以来实现本实用新型目标。 本实用新型在提供弱光探测仪的同时，还提供了一种基于弱光探测仪而制成的弱光探测标校系统，该弱光探测标校系统包括光源5、衰减片4、星模拟装置3，该星模拟装置可以是星模拟器或平行光管等类似仪器，只要能实现模拟星光的目的即可，除此之外，该弱光探测标校系统还包括弱光探测仪；光源5、星模拟装置3以及弱光探测仪依次置于同一光
4路上，弱光探测仪中的CCD探测器2和控制计算机7相连，以便分析计算得出精确的星等参
数。衰减片4置于光源5和星模拟装置3之间。同时，该弱光探测标校系统还包括调整架
6，被测相机置于调整架6上，该调整架6用于调整被测相机的入瞳位置。调整架用于调整
被测相机位置，保证相机与星模拟器同轴。由于弱光探测仪(由望远镜、CCD、望远镜支架组
成)中有望远镜支架，使用它可以完成对望远镜安装位置的调整。 光源5可以是点光源或普通性的一般光源都可以实现本实用新型目的。 本实用新型在工作时 首先在天文望远镜1上配装高灵敏度、低噪声、制冷型星敏CCD探测器2，构成弱光探测仪； 其次，对该弱光探测仪进行定标夜空中繁星满布，有明亮的也有暗淡的。为了方便形容他们的光度，天文学家创立了星等用来表示星体光度。人们为了划分星星的明暗程度，天文学家经过深入研究制定了一种标准星等系统给出了夜空中每颗星的标准星等值，则利用每颗星的标准星等值对此探测系统进行标校。用天文望远镜对夜晚中星体进行拍摄，对拍摄图形进行阈值压制背景噪声处理，得出星体在CCD探测器2上成像的灰度值与星体星等之间的关系并建立相应的星体数据库对应表，也就是建立一个标准曲线，也就是以星等量级为纵坐标和星体在CCD探测器2上成像的灰度值为横纵坐标，建立一个对应关系表或者标准曲线，以后可以根据星体在CCD探测器2上成像的灰度值而反查出该星等量级； 最后，将已经定标的弱光探测仪与星模拟装置3和光源5组合，形成新一代的弱光探测标定系统，当光源通过衰减片4后，通过星模拟装置形成模拟星光，利用定标之后的弱光探测仪对星模拟器模拟的星光进行探测，然后通过CCD探测器2输出给控制计算机7，控制计算机7通过在前面所建立的标准曲线的两个坐标就可以精确给出星模拟器模拟的星
等量级。 此时，去掉探测系统改用被测相机对模拟光束进行探测，就可以反算出相机的探测能力。
权利要求一种弱光探测仪，其特征在于所述弱光探测仪包括天文望远镜以及与其电性相连的CCD探测器。
2. 根据权利要求1所述的弱光探测仪，其特征在于所述CCD探测器是高量子效率以及暗噪声小的CCD探测器。
3. 根据权利要求2所述的弱光探测仪，其特征在于所述CCD探测器是暗噪声不高于0. 0086-/^/86"动态范围不低于8位、量子效率不小于90%、分辨率不低于1024X 1024的CCD探测器。
4. 根据权利要求1或2或3所述的弱光探测仪，其特征在于所述天文望远镜是口径不小于300mm、角分辨率不低于0. 38〃以及可探测极限星等不低于+14. 2mv的天文望远镜。
5. —种基于权利要求1所述的弱光探测仪的弱光探测标校系统，其特征在于所述弱光探测标校系统包括光源、星模拟装置以及弱光探测仪；所述光源、星模拟装置以及弱光探测仪依次置于同一光路上。
6. 根据权利要求5所述的弱光探测标校系统，其特征在于所述弱光探测标校系统还包括衰减片，所述衰减片置于光源和星模拟装置之间。
7. 根据权利要求5或6所述的弱光探测标校系统，其特征在于所述星模拟装置是星模拟器或平行光管。
8. 根据权利要求7所述的弱光探测标校系统，其特征在于所述弱光探测标校系统还包括用于调整被测相机入瞳位置的调整架。
9. 根据权利要求7所述的弱光探测标校系统，其特征在于所述光源是点光源或普通性的一般光源。
专利摘要本实用新型涉及一种弱光探测仪及其标校系统，该弱光探测仪包括天文望远镜以及与其电性相连的CCD探测器，本实用新型提供了一种探测能力强、系统稳定、结构简单的弱光探测仪及其标校系统。
文档编号G01J1/00GK201449290SQ20092003372
公开日2010年5月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者张周锋, 潘亮, 袁稥兰, 赛建刚, 赵建科 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所