一种应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件

摘要

本发明提出一种应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件，该器件主要由内侧多棱台环、外侧多棱台环、内侧小椭圆反射镜、外侧小椭圆反射镜、外侧反射镜调整台、多棱台环前连接杆、多棱台环后连接杆、第一连接螺钉、第二连接螺钉、第三连接螺钉、第四连接螺钉和紧定螺钉组成。内侧多棱台环、外侧多棱台环、外侧反射镜调整台、多棱台环前连接杆以及多棱台环后连接杆由热膨胀系数小的殷钢材料加工制作，内外两侧多棱台环通过多棱台环前后连接杆相连接固定。本发明降低了光学加工的难度，由光学多棱锥转变为小反射镜和机械件的组合，在保证光学精度的基础上降低了加工制作成本，并大大缩短了加工制作周期，器件的成品率也远高于传统的光束合成器件。

说明书

技术领域

本发明属于光学工程、应用光学等技术领域，具体涉及一种应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件。

背景技术

多光束合成器件主要应用于合成孔径成像设备中，将光学设备中各子孔径光束之间的中心距等比例压缩，以适应相干合成成像的要求。在合成孔径成像设备中由于占空比的限制，压缩后要合束的光束无法采用反射镜拼凑的方法来实现，只能采用光学多棱锥加外围与之搭配的反射镜实现，其中高精度光学多棱锥的加工及其困难，而且无法保证成品率，这在一定程度上限制了合成孔径成像技术的发展。而采用本发明的方法制作光束合束器件很容易实现，而且加工周期短，成本低廉，在一定程度上能促进合成孔径成像技术的发展。

发明内容

针对以上多光束合成器件实现上存在的问题，提出一种较易实现的应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件，该器件能从根本上解决上述问题。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：一种应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件，其特征在于：包括内侧多棱台环、外侧多棱台环、内侧小椭圆反射镜、外侧小椭圆反射镜、外侧反射镜调整台、多棱台环前连接杆、多棱台环后连接杆、第一连接螺钉、第二连接螺钉、第三连接螺钉、第四连接螺钉和紧定螺钉，其中内侧小椭圆反射镜通过硅胶粘附于内侧多棱台侧面相应凹槽内，外侧小椭圆反射镜通过硅胶粘附于外侧反射镜调整台上，以便可以通过调整连接于外侧反射镜调整台上的紧定螺钉，使外侧小椭圆反射镜面与内侧小椭圆反射镜面保持平行，粘附有外侧椭圆小反射镜的外侧反射镜调整台通过第三连接螺钉连接于外侧多棱台侧面相应位置上，内侧多棱台环与外侧多棱台环之间由多棱台环前连接杆和多棱台环后连接杆分别通过第一连接螺钉、第二连接螺钉和第四连接螺钉相连接，使内侧多棱台环与外侧多棱台环对应面相互平行，中心轴线重合。

进一步地，所述内侧多棱台环、外侧多棱台环、外侧反射镜调整台、多棱台环前连接杆以及多棱台环后连接杆由热膨胀系数小的殷钢材料加工制作。

进一步地，所述内侧小椭圆反射镜和外侧小椭圆反射镜采用热膨胀系数与殷钢材料接近的石英材料加工制作。

进一步地，所述内侧小椭圆反射镜与内侧多棱台环之间采用弹性模量较小的硅胶粘接，胶层厚度小于0.5mm。

进一步地，外侧小椭圆反射镜通过弹性模量较小的硅胶与外侧反射镜调整台粘接，胶层厚度小于0.5mm。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.采用低膨胀系数的殷钢机械材料作为多光束合成器件的主体材料，极大地降低了器件的加工难度和加工周期。而现有的采用光学多棱锥的合成器件光学加工难度极大，而且成本高；

2.光束接触区域采用加工精度容易保证的小反射镜，小反射镜之间的平行度可以通过调整台实现无级调整，可以降低殷钢多棱台的加工精度，相比现有的光束合成器件，采用该发明的器件进行光束合束，更易操作；

3.相比现有的采用光学多棱锥与多反射镜搭配的合束方法，使用该发明的合束器件能够应用于光束占空比更小的成像设备，应用更广泛。

附图说明

图1和图2为本发明提出的应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件的二维结构简图。

图2为图1的右视图。

图3为本发明提出的应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件的三维结构简图。

图4为本发明提出的应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件的装调示意图，其中，图4(a)为装调方法的第一步，图4(b)为装调方法的第二步。

图1和图2中部件说明：

1—内侧六棱台环，2—外侧六棱台环，

3—内侧小椭圆反射镜，4—外侧小椭圆反射镜，

5—外侧反射镜调整台，6—六棱台环前连接杆，

7—六棱台环后连接杆，8，9，10，11—第一，第二，第三，第四连接螺钉，

12—紧定螺钉。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提出的应用于合成孔径成像设备中的多光束合成器件的二维结构简图如图1和图2所示，以六棱台环举例说明。图2为图1的右视图。包括：内侧六棱台环1、外侧六棱台环2、内侧小椭圆反射镜3、外侧小椭圆反射镜4、外侧反射镜调整台5、六棱台环前连接杆6、六棱台环后连接杆7、第一连接螺钉8、第二连接螺钉9、第三连接螺钉10、第四连接螺钉11和紧定螺钉12等零件；其中内侧小椭圆反射镜3与内侧六棱台环1之间由硅胶粘接；外侧小椭圆反射镜4与外侧反射镜调整台5之间由硅胶粘接；粘接有外侧小椭圆反射镜4的外侧反射镜调整台5与外侧六棱台环2之间通过第三连接螺钉10相连接；连接于外侧反射镜调整台5上的紧定螺钉12可用来调整外侧小椭圆反射镜4的空间位置，使其与内侧小椭圆反射镜3保持平行；内侧六棱台环1和外侧六棱台环2之间由六棱台环前连接杆6和六棱台环后连接杆7分别通过第一连接螺钉8、第二连接螺钉9和第四连接螺钉11相连接固定。

具体步骤如下：

第一步：根据图1、图2和图3提供本发明的多光束合成器件的结构简图，由殷钢材料加工形状相似的内侧六棱台环1和外侧六棱台环2、外侧反射镜调整台5、六棱台环前连接杆6以及六棱台环后连接杆7等零件。内、外侧六棱台环可以为内、外侧多棱台环，其中内、外侧多棱台环根据合束光束的数量决定，例如合束光束数量为6，则内、外侧多棱台环为六棱台环。

第二步：根据图1、图2和图3提供本发明的多光束合成器件的结构简图，由石英材料加工内侧小椭圆反射镜3和外侧小椭圆反射镜4，并用弹性模量较小的硅胶依次将内侧小椭圆反射镜3粘接于内侧六棱台环1相应位置上。用弹性模量较小的硅胶依次将外侧小椭圆反射镜4粘接于外侧反射镜调整台5上。

第三步：根据图1、图2和图3提供本发明的多光束合成器件的结构简图，分别将六棱台环前连接杆6、六棱台环后连接杆7连接于内侧六棱台环1和外侧六棱台环2的相应位置上，使内外两侧六棱台环的每个面保持平行，中心轴线重合。

第四步：将第二步中粘接外侧小椭圆反射镜4的外侧反射镜调整台5用第三连接螺钉10连接于外侧六棱台环2相应位置上。并将紧定螺钉12安装于外侧反射镜调整台5的相应孔位上。

第五步：根据图4提供本发明的多光束合成器件的装调示意图，选定一台自准直仪对一标准平面反射镜进行测量标定，自准直仪与标准平面反射镜之间预留一定的距离，保证中间可以安放多光束合成器件。调整标准平面反射镜或自准直仪的角度，使两者相互垂直，自准直仪读数显示为零，并固定标准平面反射镜与自准直仪的位置。

第六步：根据图1、图2提供本发明的多光束合成器件的结构简图，图4提供本发明的多光束合成器件的装调示意图，在标准平面镜与自准直仪之间安放多光束合成器件，使多光束合成器件的子光束光路与自准直仪光路重合。调整多光束合成器件的外侧反射镜调整台5上的紧定螺钉12与第三连接螺钉10，使外侧小椭圆反射镜4实现任意方向小角度的调整。通过调整外侧小椭圆反射镜4的角度，并观察自准直仪的读数为零时，停止调整外侧小椭圆反射镜4的角度，锁紧第三连接螺钉10，并保证第三连接螺钉10锁紧后自准直仪读数不变。

第七步：转动多光束合成器件，使每一路子光束与自准直仪光路重合，每一路子光束上的外侧小椭圆反射镜4依次按照上述步骤六的方法进行调整锁紧。

以上所述的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过实施例该领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。