【摘要】：近年來,隨著光電技術(shù)不斷提高,越來越多的現(xiàn)代光電測量設(shè)備趨于包含激光、電視、紅外等多個光學通道,且研制多波段多通道相結(jié)合的光電系統(tǒng)日益成為當代光電設(shè)備的發(fā)展趨勢。若多個光學系統(tǒng)同時瞄準某一目標進行跟蹤測量時,不同光軸間因不平行性問題無法保證測量結(jié)果的一致性,從而致使光電設(shè)備對目標的觀測、對準及打擊等性能下降。于是,需要進一步提升多波段多光軸光電設(shè)備對目標的跟蹤與攻擊能力,使其完成準確搜索、觀測和瞄準,故對于多光譜多光軸光電系統(tǒng)光軸一致性測試技術(shù)研究有著非常重要的促進作用和現(xiàn)實意義。本課題總結(jié)和歸納國內(nèi)外光軸一致性測試技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢,通過分析、研究及對比當前幾種經(jīng)常使用的多光軸一致性測試方法,提出了一種適用于外場條件下可完成激光、可見光及紅外光軸間的光軸一致性測試及校準的方法。該測試方法以1.0641.μm激光作為測試系統(tǒng)的基準光軸,通過多光譜硫化鋅靶標和可見光／紅外寬光譜光源相結(jié)合的方式來實現(xiàn)可見光及紅外模擬目標,可用來進行測試系統(tǒng)的光軸一致性的自校準；采用攝遠透射式光學結(jié)構(gòu),避免光學系統(tǒng)遮攔問題,改善透過率,簡化測試系統(tǒng)體積,更好地適于外場條件下對多波段光電設(shè)備的光軸一致性的檢校。針對論文中所提出的外場環(huán)境下激光、可見光及紅外三光軸一致性的測試及校準方法,通過分析測試系統(tǒng)的工作環(huán)境和技術(shù)指標后,確定了測試光學系統(tǒng)的詳細設(shè)計參數(shù)。論文選取攝遠型光學系統(tǒng)為基本結(jié)構(gòu),設(shè)計了激光、可見光與長波紅外波段焦距均為680mm,口徑為230mm的折射式三波段共口徑光學系統(tǒng),且系統(tǒng)的軸向最大尺寸為510mm,徑向最大尺寸為393mm。通過光學材料特性間的合理組合及光焦度分配,提高系統(tǒng)像質(zhì)；并結(jié)合非球面和衍射光學元件簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計結(jié)果表明,長波紅外系統(tǒng)在空間分辨率為171p/mm時,調(diào)制傳遞函數(shù)達到0.4。激光、可見光系統(tǒng)在空間分辨率1071p/mm時,調(diào)制傳遞函數(shù)分別達到0.3和0.5,且各系統(tǒng)的成像質(zhì)量均達到衍射極限。經(jīng)過對測試系統(tǒng)進行公差分析及測量不確度分析,可確保光學系統(tǒng)裝調(diào)后的可實現(xiàn)性。與此同時,根據(jù)測試實驗分析得知,該測試系統(tǒng)的紅外光軸、可見光光軸與激光光軸間的一致性偏差小于10”,達到設(shè)計要求。整個測試系統(tǒng)符合光軸一致性測試系統(tǒng)自動化、輕量化的發(fā)展趨勢,具有廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

討論和推進，例如野外測量法、激光相紙檢測法Ｗ及熱效應(yīng)祀板測量法［１９－２１］。２００８年中逡逑國科學院葉露等人使用熱鞭技術(shù)對波段進行轉(zhuǎn)換，提出了測量激光與紅外系統(tǒng)光軸間的平逡逑行性測試法［２２－２５］，如圖１．２所示。２００８年中國科學院長春光機所Ｔ振勇、沈湘衡等人結(jié)合逡逑ＣＣＤ探測器，對激光測距系統(tǒng)與可見光系統(tǒng)間光軸的平行性測試進行研究［２６］。２００９年由逡逑中國科學院光電技術(shù)研究所楊文志、景洪偉等人利用ＣＣＤ實現(xiàn)了可見光和紅外波段的光逡逑軸平行性的檢測Ｐ７－２９］。２００９年由軍械工程學院和７１３２０部隊的駱新新、劉秉W凇叮常蕕熱隋義鮮褂茫茫茫鈉骷岢鲆恢摯杉觳獬黽す獠餼嗷墓庵崞叫行苑椒�。２０１０臅嵘西把aひ蕩笱у義細咼鰲⑽庹襠冢矗蕕熱頌岢鲆惶淄獬√跫錄す夤庵崦樽計畈饈韻低場２饈韻低晨杉義瞎夤庵嶙魑慰薊跡ü范╚6標上激光光斑中也位置相對于可見光像斑中也位置的偏逡逑離，從而獲取兩光斑間的偏差數(shù)據(jù)，最終得到兩光軸的實際瞄準偏差。２０１１年由王剛、逡逑嚴少齊［３５３６］等人提出一種多光譜、共光路的光軸平行性測試裝置。該裝置采用反射式光學逡逑結(jié)構(gòu)，可進行激光與可見光、紅外光軸平行性誤差的測量，實現(xiàn)多波段光學系統(tǒng)各光軸間逡逑的平行性測試。２０１３年由西安工業(yè)大學高明、劉鉤、呂宏【３７］等人提出一套適于外場條件逡逑下的光軸平行性校準裝置。該裝置可完成紫外與可見光雙光軸平行性的測試及校準，很好逡逑地解決了紫外目標成像探測系統(tǒng)中紫外光軸與可見光雙光軸間平行性失調(diào)的問題，其測量逡逑精度可達到１０＂

（４）參考譜線的選取逡逑由于測試系統(tǒng)的工作波段包括：可見光波段０．４００￣０．７００｜＾１１１；激光波段１．０６４＾１１１１；紅逡逑外波段８￣１２叫ｎ。圖２．６、２．７分別給出了不同探測器的光譜響應(yīng)曲線。逡逑’佛邐邐邐邐逡逑１４０邐：邐：ｐ＝—Ｓ：邐逡逑做－二＝＾＾＾＝逡逑色邋ｓｏ邐邐邐邐—￣■￣—Ｘ邐—逡逑：：：ｔｚｆ＝ＩＺＺ±ＸＩ２：逡逑巧—Ｊ…￣Ｉ邋Ｉ￣—１邋：｜ｉ￣￣￣＇－＾１邋１邋Ｉ逡逑４游＞邐５Ｑ０邐６００邋ｉｍ邋Ｓ００邐９００邋ＩＤＤ０逡逑（ｎｍ）逡逑圖２．邋６可見光探測器光譜響應(yīng)曲線逡逑煃］邐邐邐邐邐．邋Ｉ邋ｒ邋，邐■＊邐’’，：邐—逡逑游義邐邐邐衣邐逡逑焌邐邐ｊ逡逑７０％邋W ——＾邋邋邐邐邐京筆邐邐邐＾＾逡逑嚴二－Ｉ逡逑量邋５０＾邐＾＾逡逑。期％邐邐邐邐１邐‘，，逡逑３０％邋邐－邋Ｊ邋邐邐邐－邋邐Ｉ邐邐逡逑肌邐Ｊ邐１—逡逑１０％邋—＾邋邋邐邐邐邐邐—邋邋——邋邋邋邐邐－４逡逑０％邋邋邋Ｉ邋邋邋１邋１邋Ｉ＇ｉ＇．ｉ’邋邋邋Ｉ邋１１１邋邋Ｉ邋—邋Ｉｌｌ邋＇＂Ｉ＂＂邋邋邋１邋＂＂１邋１邋邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋邋邋，＇｝＇；＇＇邋邋逡逑３００邋４００邋￡００邋ＱＫ）邋７００邋８００邋９００邋１０００邋。誠邋１２００邋１３００邋１４００邋１留記邋１６００邋１７００邋１８００逡逑ＵｉｔＴＫｌａ（邋口耐逡逑圖２．邋７紅外探測器光譜響應(yīng)曲線逡逑２．４．２系統(tǒng)空間分辨率的計算逡逑參考頻率是把物體看成是由各種不同頻率的譜段所構(gòu)成的。對于光學系統(tǒng)設(shè)計而言
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN29

【參考文獻】

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本文編號：2577634