本文關(guān)鍵詞：致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)紅外材料價(jià)格昂貴,在透鏡口徑較大時(shí)無(wú)法保證材料均勻性,因此大口徑透射式紅外光學(xué)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)。由于反射系統(tǒng)不產(chǎn)生色差,成像光譜范圍寬,材料價(jià)格相對(duì)低,因此反射式結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于紅外光學(xué)系統(tǒng)。由于同軸反射系統(tǒng)中存在中心遮攔,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的能量接收與成像質(zhì)量,需要對(duì)反射鏡進(jìn)行離軸設(shè)置,實(shí)現(xiàn)無(wú)遮攔的離軸反射系統(tǒng)。目前紅外離軸反射光學(xué)系統(tǒng)多采用非致冷探測(cè)器,但為提升紅外系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度,增大系統(tǒng)的信噪比,需要使用致冷型探測(cè)器。本文對(duì)致冷型紅外離軸反射光學(xué)系統(tǒng)做了探索性研究,首先討論了致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式與像差特性,然后研究了離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)而完成了一個(gè)致冷型離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用兩個(gè)自由曲面反射鏡和一個(gè)偶次非球面反射鏡,組成二次成像的結(jié)構(gòu)形式,將紅外探測(cè)器的冷光闌作為系統(tǒng)的孔徑光闌,得到100%的冷光闌效率。第二和第三反射鏡將孔徑光闌成像在第一反射鏡的位置,顯著減小第一反射鏡的口徑。通過(guò)調(diào)整每個(gè)反射鏡的偏心與傾斜,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)遮攔,使用自由曲面增大視場(chǎng)、校正像差、保證系統(tǒng)的成像質(zhì)量。本系統(tǒng)的工作波段為3-5μm,焦距為450mm,F數(shù)為2,視場(chǎng)為3.662°×2.931°,各視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)在環(huán)境溫度為-40℃~60℃的范圍內(nèi)均高于0.5,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)熱化,并且結(jié)構(gòu)緊湊。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)設(shè)計(jì)紅外光學(xué) 系統(tǒng)成像 系統(tǒng)離軸三反射鏡自由曲面
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN216
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 論文的研究背景與意義8-9
• 1.2 共軸反射系統(tǒng)的發(fā)展9-11
• 1.2.1 共軸兩反射鏡系統(tǒng)9-10
• 1.2.2 共軸三反射鏡系統(tǒng)與共軸多反射鏡系統(tǒng)10-11
• 1.3 離軸反射系統(tǒng)的發(fā)展11-15
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 離軸反射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與像差特性16-28
• 2.1 離軸反射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式16-20
• 2.1.1 離軸反射式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)途徑16-17
• 2.1.2 離軸反射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式17-20
• 2.2 矢量化波像差方法表示離軸光學(xué)系統(tǒng)的像差20-22
• 2.3 離軸光學(xué)系統(tǒng)的三級(jí)像差特性22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 光學(xué)自由曲面的研究及其在離軸反射系統(tǒng)中的應(yīng)用28-39
• 3.1 光學(xué)自由曲面的設(shè)計(jì)28-33
• 3.1.1 光學(xué)自由曲面的描述方法28-32
• 3.1.2 光學(xué)自由曲面的設(shè)計(jì)方法32-33
• 3.2 光學(xué)自由曲面的加工與檢測(cè)33-36
• 3.2.1 光學(xué)自由曲面的加工34-35
• 3.2.2 光學(xué)自由曲面的檢測(cè)35-36
• 3.3 自由曲面技術(shù)在離軸反射系統(tǒng)中的應(yīng)用36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 致冷型二次成像離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-52
• 4.1 致冷型離軸反射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)39-42
• 4.1.1 冷光闌的位置對(duì)致冷型離軸反射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響39-41
• 4.1.2 一次成像式致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)41
• 4.1.3 二次成像式致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)41-42
• 4.2 致冷型二次成像離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法42-44
• 4.3 大視場(chǎng)致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)對(duì)探測(cè)器的要求44
• 4.4 致冷型二次成像離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-51
• 4.4.1 設(shè)計(jì)要求44-45
• 4.4.2 設(shè)計(jì)過(guò)程45-47
• 4.4.3 設(shè)計(jì)結(jié)果及像質(zhì)評(píng)價(jià)47-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 結(jié)論52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-55

  本文關(guān)鍵詞：致冷型離軸反射光學(xué)系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：479929