本文關(guān)鍵詞：基于ZEMAX手持激光測距望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)階段激光測距望遠鏡得到越來越廣泛地應(yīng)用,特別在戶外運動領(lǐng)域。國外有許多相對成熟的產(chǎn)品,攜帶方便、且測距精度高。國內(nèi)的激光測距望遠鏡在小型化、輕量化和測距精度等方面與國外產(chǎn)品競爭中處于劣勢,故對激光測距望遠系統(tǒng)研究具有很好的前景。本課題的主要研究內(nèi)容如下:1、利用波差法理論方程求解雙膠合望遠物鏡初始結(jié)構(gòu)。為實現(xiàn)手持激光測距望遠鏡的小型化和輕量化,使激光測距接收部分與望遠物鏡共用,利用Zemax進行多重結(jié)構(gòu)優(yōu)化,既能滿足望遠物鏡的性能要求也能滿足激光接收部分性能要求;運用Zemax光學(xué)軟件優(yōu)化設(shè)計出的望遠系統(tǒng)放大倍率為6,物鏡焦距82.5mm,物鏡視場角達到6°,入瞳直徑22mm,出瞳距離大于17mm,光學(xué)總長控制在90mm以內(nèi),系統(tǒng)二級光譜色差滿足設(shè)計要求。2、根據(jù)激光測距成像系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)參數(shù),選擇滿足要求的半導(dǎo)體激光器與接收探測器。進一步確定出激光發(fā)射系統(tǒng)的入瞳直徑D、焦距f、數(shù)值孔徑NA;接收系統(tǒng)的入瞳直徑D、焦距f、視場角w等參數(shù)。為了提高測距范圍和測距精度,需要對半導(dǎo)體激光器進行準直設(shè)計,并對激光發(fā)射、接收系統(tǒng)進行像質(zhì)評價和性能分析。3、考慮激光測距望遠鏡的加工與裝調(diào),需對激光測距發(fā)射、接收光學(xué)系統(tǒng)進行公差分析,在公差范圍內(nèi)成像質(zhì)量滿足設(shè)計要求。4、利用Tracepro光學(xué)仿真軟件對激光發(fā)射系統(tǒng)進行光線追跡,分析發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生雜散光的原因,并對發(fā)射系統(tǒng)進行消除雜散光處理。
【關(guān)鍵詞】：望遠系統(tǒng) 激光測距 半導(dǎo)體激光器 光學(xué)設(shè)計 激光準直
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH743;TN249
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-18
• 1.1 研究背景15
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀15-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容17-18
• 2 望遠系統(tǒng)設(shè)計原理18-26
• 2.1 波差法光學(xué)設(shè)計18
• 2.2 雙膠合物鏡初始結(jié)構(gòu)理論推導(dǎo)18-20
• 2.3 波色差理論20-22
• 2.4 波色差微量校正22-23
• 2.5 消色差玻璃選擇23
• 2.6 望遠物鏡像差23
• 2.7 目鏡光學(xué)特性與像差23-25
• 2.7.1 目鏡光學(xué)特性23-24
• 2.7.2 目鏡像差特點24-25
• 2.7.3 目鏡設(shè)計依據(jù)25
• 2.8 本章小結(jié)25-26
• 3 脈沖激光測距簡介與選擇方案26-31
• 3.1 脈沖激光測距法介紹26-27
• 3.2 測距方程27-28
• 3.3 激光器選擇及參數(shù)28-29
• 3.4 接收探測器選擇及參數(shù)29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 4 望遠系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計31-39
• 4.1 望遠系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)和參數(shù)31-33
• 4.1.1 技術(shù)指標(biāo)31
• 4.1.2 物鏡參數(shù)31
• 4.1.3 目鏡參數(shù)31-32
• 4.1.4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)32-33
• 4.2 雙膠合物鏡設(shè)計與像質(zhì)評價33-36
• 4.2.1 雙膠合物鏡設(shè)計33-34
• 4.2.2 像質(zhì)評價34-36
• 4.3 目鏡設(shè)計與像質(zhì)評價36-38
• 4.3.1 目鏡設(shè)計36
• 4.3.2 像質(zhì)評價36-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 5 激光測距成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計39-55
• 5.1 激光測距成像系統(tǒng)概括39
• 5.2 激光發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計39-50
• 5.2.1 激光發(fā)射系統(tǒng)性能指標(biāo)要求39
• 5.2.2 激光發(fā)射系統(tǒng)參數(shù)確定39-42
• 5.2.3 激發(fā)發(fā)射系統(tǒng)準直原理42-43
• 5.2.4 非球面方程43
• 5.2.5 準直優(yōu)化過程43-44
• 5.2.6 激光發(fā)射系統(tǒng)像質(zhì)評價44-47
• 5.2.7 發(fā)射準直系統(tǒng)驗證47-50
• 5.3 激光接收光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計50-54
• 5.3.1 激光接收性能指標(biāo)參數(shù)50
• 5.3.2 激光接收系統(tǒng)參數(shù)確定50
• 5.3.3 激光接收系統(tǒng)設(shè)計方案50-52
• 5.3.4 激光測距接收系統(tǒng)成像質(zhì)量52-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 6 激光測距成像光學(xué)系統(tǒng)公差分析與雜散光分析55-66
• 6.1 公差分析概括55
• 6.2 公差的制定原則55-56
• 6.3 激光發(fā)射系統(tǒng)公差分析56-58
• 6.4 激光接收系統(tǒng)公差分析58-60
• 6.5 發(fā)射系統(tǒng)雜散光分析60-65
• 6.5.1 雜散光定義60-61
• 6.5.2 雜散光系數(shù)61
• 6.5.3 雜散光計算方法61
• 6.5.4 發(fā)射系統(tǒng)雜散光來源61-62
• 6.5.5 發(fā)射系統(tǒng)雜散光抑制方法62-63
• 6.5.6 發(fā)射系統(tǒng)雜散光模擬分析63-65
• 6.5.7 雜散光實測分析65
• 6.6 本章小結(jié)65-66
• 7 總結(jié)與展望66-68
• 7.1 主要工作和結(jié)論66-67
• 7.2 工作展望67-68
• 參考文獻68-71
• 作者簡歷71

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  本文關(guān)鍵詞：基于ZEMAX手持激光測距望遠鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：294343