1 长春理工大学 光电工程学院，吉林长春3002
2 长春理工大学中山研究院，广东中山58437
光轴一致性是衡量多传感器光电系统工作性能的重要指标，为了解决多传感器轴一致性检测系统工作波段范围较窄、系统灵活性较低的问题，本文结合光路切换和光热转换的思想，设计了一套宽光谱多传感器轴一致性检测系统。该系统采用卡塞格林反射式光学系统作为从可见光到长波红外范围内的接收和发射系统；通过步进电机的驱动，带动导轨上方反光镜位置移动，实现系统光路的切换；采用镀有硫化铜的锗玻璃，作为光热转换靶材，将短波长的光斑转换为热斑，采用长波红外探测器实现对各波段激光光斑图像采集。系统能够实现0.4~14 μm波段光谱范围的检测；对光学系统进行像质评价分析，可以得到系统在不同波段下由像差引起的弥散斑（Root mean square， RMS）直径均在9 μm以下，能量集中度较好；对系统检测精度进行分析，最大测量误差为0.1 mrad；通过导轨往返运动重复精度实验和系统测量准确度实验，对系统可靠性进行验证，结果表明检测系统满足仪表准确度1.5级的要求。该检测系统结构紧凑，适用波谱范围广，能够实现对多传感器光电设备的轴一致性检测。
宽光谱 轴一致性 光路切换 光热转换 硫化铜 wide spectrum axis consistency optical switching photothermal conversion copper sulfide
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学机电工程学院，吉林 长春 130022
3 长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
包含章动、自适应光学以及精跟踪功能的复合激光通信系统的光路复杂，环境温度改变时多光轴的一致性较难保证，导致波前校正基准、跟踪零位偏移，严重影响通信链路的建立。为解决以上问题，对系统进行了一体化设计，提出了针对多光轴复杂光路的光轴一致性的分析方法，建立了多反射镜误差传递模型。经过计算可得：在10~30 ℃的环境温度范围内，精跟踪支路与通信支路间、通信发射支路与通信接收支路间、精跟踪支路与自适应光学支路间同轴度误差优于143.77 μrad、27.38 μrad和131.66 μrad。在实验室中进行30 ℃温度拉偏实验，实验结果表明：光轴实际偏转角度与仿真结果之间的误差优于13%。随后进行了楼宇间的1 km激光通信实验（环境温度28 ℃），成功实现稳定通信。
光通信 多光轴一致性 仿真分析 刚体位移 误差传递模型 光学学报
2022, 42(18): 1806002
1 中国人民解放军32181部队, 河北 石家庄 050000
2 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
在分析国内外大间距轴线一致性检测方法的基础上,提出一种基于非合作目标图像处理技术的轴线一致性检测方法。该方法任意选择远场中具有典型特征的景物作为非合作目标,利用不同光学传感器获取非合作目标图像,比较非合作目标在图像中的空间位置差异,进而得到轴线一致性检测结果。实验结果表明,该方法可满足大间距轴线一致性检测需求。将CCD成像系统夹持在被测对象机械轴线上,可实现机械轴线与光学传感器轴线间的一致性检测。该方法不受光学传感器工作波段限制,避免了其他检测方法体积重量大、对使用环境要求高等缺点,因此应用前景广阔。
测量 轴线一致性 检测 图像处理 多光学传感器 大间距 激光与光电子学进展
2019, 56(5): 051203
1 中国人民解放军 32181部队，河北石家庄 050000
2 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系，河北石家庄 050003
多光学传感器轴线一致性是确保**系统光电任务设备正常工作的重要保证。分析了国内外大间距轴线一致性检测方法与设备研制现状，提出了一种基于非合作目标图像处理技术的轴线一致性检测方法。选择远场中具有典型特征的景物作为非合作目标，通过比较非合作目标在不同图像空间中的位置差异，得到轴线一致性检测结果。该方法避免了其它检测方法体积重量大、对使用环境要求高的缺点，特别适合于大间距平台光电装备野外在线轴线检测，应用前景广阔。
轴线一致性 检测 图像处理 多光学传感器 大间距 axis consistency detection image processing multiple optical sensors large spacing
文中以焦距4 000 mm、口径Φ400 mm的反射式平行光管精密调试、检测工艺方法为研究对象。作为某光学系统的检测与标定基准,该平行光管在成像质量、分辨率、出射光束平行性等关键指标都有极高的要求, 重点从主镜微应力粘接、主次镜光学间隔精确调节、主次镜光轴一致性调节和分划板位置精确标定等关键工艺环节入手进行了深入研究, 并利用自准直法进行了精密调试、检测。最终得到的平行光管系统分辨率≤0.8″, 出射光束平行差≤3″, 星点能量集中, 无明显像差, 十字分划板竖刻线与安装基准铅垂, 综合性能指标达到设计要求。
光学自准直 反射式平行光管 卡塞格林系统 主镜 光轴一致性 optical self-collimation reflecting collimator Cassegrain system primary mirror optical axis consistency
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 吉林光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
针对太阳模拟器设计和装调过程中光学积分器对辐照均匀性产生影响的问题, 在详细阐述光学积分器工作原理的基础上, 通过光学软件Zemax建立光学积分器成像模型, 利用模型具体分析和研究了积分器两透镜组对应元素透镜间的光轴一致性误差对辐照均匀性的影响, 并提出了消除光轴一致性误差的方法。通过实验验证了该方法的可行性与正确性。
光学积分器 辐照均匀性 光轴一致性 仿真 optical integrator irradiation uniformity optical axis consistency simulation
介绍了瞄线与火线多轴一致性测试系统的组成，引入扩径系统概念，说明了扩径镜组系统的设计方法，并运用动态光学理论，对扩径镜组的备选方案进行分析比较。验证测试系统在大视场情况下是否能够满足所需的测试精度进行误差分析，其中包括平行光管、瞄准线、电视摄像机的误差以及光学观瞄镜、红外热像仪、激光测距机、火线与平行光管之间的误差。
多轴一致性 平行光管 扩径系统 multi-axis consistency collimator expanding system
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
光学积分器是太阳模拟器实现均匀辐照的关键光学器件，介绍了光学积分器的组成及其工作原理，阐述了方位偏移误差和倾斜偏移误差对辐照均匀性的影响。根据光学积分器的工作原理，利用软件Lighttools将两种光轴一致性误差对辐照均匀性造成的影响进行了仿真分析。结合实验结果表明，倾斜偏移误差相对方位偏移误差对系统辐照均匀性的影响更为严重。分析光轴一致性误差，可为光学积分器微调机构的设计和实际装调太阳模拟器提供理论依据。
光学器件 太阳模拟器 光学积分器 辐照均匀性 光轴一致性
