LCOS星模拟器光学系统设计：高精度动态模拟

"高精度LCOS动态星模拟器的光学系统设计" 本文主要探讨了针对高精度星敏感器测试需求而设计的一种基于硅基液晶（LCOS）的高精度动态星模拟器的光学系统。星敏感器是航天器中用于导航和定位的关键设备，其性能的优劣直接影响到航天器的运行精度。因此，为了有效测试和验证星敏感器的性能，需要一种能够精确模拟真实星空环境的设备，即动态星模拟器。 在光学系统设计方面，作者首先分析了星模拟器的准直与照明光学系统的需求。准直光学系统的目标是将星光准确地转换为平行光束，以便于模拟器能够模拟不同距离的星星。为此，设计了一个具有大视场、大相对孔径和大出瞳距离的准直光学系统。这种设计可以确保在整个视场内光线传播的一致性，从而提高模拟的精度。文章详细阐述了光学拼接技术，通过该技术可以减少光学元件间的间隙，进一步提升模拟器的成像质量。 照明光学系统的设计则旨在满足LCOS显示器件的照明条件，同时能够精确模拟从-1到7等星的亮度。通过对照明系统的优化设计，可以确保模拟器在不同星等下都能提供准确的星光强度，以满足星敏感器的全范围检测需求。 此外，作者还提出了一种星点位置修正方法，以校正动态星模拟器在模拟星点位置时可能出现的误差。通过实验测试，该动态星模拟器的星间角距误差控制在12弧秒以内，这远优于许多星敏感器的分辨率要求，可以精确模拟从最亮到较暗的星等，充分满足了高精度星敏感器的检测标准。 这项研究为高精度星敏感器的功能测试提供了强大的工具，其光学系统设计考虑了多个关键因素，包括大视场、大相对孔径、大出瞳距离的准直光学系统、光学拼接技术以及适应性强的照明系统。通过这些技术的集成，该动态星模拟器能够在各种条件下提供高精度的星点模拟，有助于提升星敏感器的整体性能评估和优化。