【摘要】：空間相機(jī)、太空望遠(yuǎn)鏡等空間光學(xué)系統(tǒng)的精度要求不斷提高,應(yīng)用范圍持續(xù)擴(kuò)展。為了檢測空間光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能,必須研制與其配套的目標(biāo)模擬器。本文對某一空間相機(jī)專屬目標(biāo)模擬器的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真、光學(xué)元件的加工檢測以及系統(tǒng)的裝調(diào)展開了研究。根據(jù)出射口徑≥250mm、焦距1700mm+0.2%、工作波長范圍0.3μm～15μm等目標(biāo)模擬器光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo),以及典型反射式光學(xué)系統(tǒng)的像差特性分析結(jié)果,決定采用離軸R-C系統(tǒng)作為目標(biāo)模擬器的光學(xué)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了光學(xué)系統(tǒng)的總體方案。計(jì)算離軸R-C系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),運(yùn)用ZEMAX軟件仿真優(yōu)化,并對其成像質(zhì)量進(jìn)行分析評價(jià),該系統(tǒng)在軸上(0')、±5'視場、±10'視場、±12'視場及±14'視場上分別能達(dá)到λ/19、λ/21、λ/17、λ/16和λ/10,均符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)主鏡口徑270mm、離軸量270mm等加工技術(shù)要求,選擇Offner補(bǔ)償法對其進(jìn)行檢測。用ZEMAX軟件設(shè)計(jì)并優(yōu)化了Offner補(bǔ)償器,在該補(bǔ)償器下可檢測到主鏡波像差RMS=λ/40,符合加工要求。根據(jù)次鏡口徑110mm、離軸量90mm等加工技術(shù)要求,選擇離軸Hindle球法對其進(jìn)行檢測。通過計(jì)算Hindle球法的初始解,采用半徑550mm、口徑612mm的Hindle球。運(yùn)用該Hindle球可檢測到次鏡波像差RMS=λ/62.5,符合加工要求。設(shè)計(jì)了目標(biāo)模擬器光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)方案,采用自準(zhǔn)直干涉法進(jìn)行系統(tǒng)的裝調(diào)檢測。實(shí)際測得該光學(xué)系統(tǒng)在軸上(0')、±5’視場下出射波面波像差的RMS值均優(yōu)于λ/15；在±10'視場下出射波面波像差的RMS值優(yōu)于λ/13；在±12'視場下出射波面面形RMS值優(yōu)于λ/10；在±14'視場下出射波面波像差的RMS值優(yōu)于X/8,符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。分析了主、次鏡的傾斜、旋轉(zhuǎn)對系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響。完成了目標(biāo)模擬器的研制任務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V445.8

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本文編號：2571726