本文關(guān)鍵詞：非均勻污染對卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的影響研究

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【摘要】：空間污染對衛(wèi)星可靠性和壽命造成嚴(yán)重影響,暴露在空間環(huán)境中、工作在低溫下的光學(xué)系統(tǒng)是主要污染對象。污染物會使光學(xué)元件光能傳遞質(zhì)量降低,從而影響整個光學(xué)系統(tǒng)的性能。對于在污染源附近的光學(xué)系統(tǒng),其光學(xué)元件上污染物的分布是非均勻的,越靠近污染源污染物沉積量越大。所以作為航天器上最常用到的卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng),主鏡和次鏡容易受到空間環(huán)境的非均勻污染,系統(tǒng)的成像質(zhì)量隨污染沉積量的變化而變化。本論文從以上問題角度出發(fā),主要完成了以下幾方面的研究工作:1.針對空間環(huán)境中存在的污染物,分析卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的污染情況。介紹了均勻污染對空間光學(xué)系統(tǒng)影響的分析模型,并推導(dǎo)了非均勻污染對空間光學(xué)系統(tǒng)影響的分析模型。2.針對卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng),給出了不同污染程度下的非均勻污染分析模型,并進(jìn)行了仿真分析。卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)被輕度污染時,污染物看作是由不透明的污染顆粒組成,分析污染顆粒點陣分布對卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的影響。根據(jù)巴俾涅原理,從衍射理論出發(fā)可得到點陣分布的污染顆粒在主鏡和次鏡焦平面處的強度點擴散函數(shù)。通過模型仿真得到不同顆粒間距時,主鏡和次鏡像面光強度的分布圖,并分析圖像質(zhì)心、峰值變化規(guī)律。卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)被重度污染時,系統(tǒng)的反射率會發(fā)生變化,分別分析了非均勻污染的主鏡和次鏡反射率變化對像面上光強的影響,并建立數(shù)學(xué)模型。3.設(shè)計并完成了非均勻污染對光學(xué)系統(tǒng)的影響模擬實驗,包括重度污染和輕度污染兩種情況,并分析非均勻污染對光學(xué)元件的影響規(guī)律。通過透鏡受污染的實驗結(jié)果,對卡式系統(tǒng)受污染情況進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,驗證理論模型正確性。本文建立了卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)受非均勻污染的影響分析模型,并通過仿真實驗和透鏡污染實驗的關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行驗證,分析并得到非均勻污染的影響規(guī)律。為空間光學(xué)系統(tǒng)的污染分析提供一種新的研究方法,對今后進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)污染研究工作具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：空間環(huán)境 非均勻污染 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng) 點擴散函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X738;V441
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 空間光學(xué)系統(tǒng)污染環(huán)境基本理論16-25
• 2.1 空間污染環(huán)境16-17
• 2.2 空間光學(xué)系統(tǒng)分類17-19
• 2.3 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)所在污染環(huán)境19-20
• 2.4 空間污染光學(xué)系統(tǒng)分析理論20-23
• 2.4.1 均勻污染形式分析理論20-22
• 2.4.2 非均勻污染形式分析理論推導(dǎo)22-23
• 2.5 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染分析理論23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)的非均勻污染效應(yīng)分析25-42
• 3.1 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)輕度污染分析26-38
• 3.2.1 圓孔衍射的點擴散函數(shù)28-30
• 3.2.2 主鏡非均勻污染分析30-33
• 3.2.3 次鏡非均勻污染分析33-34
• 3.2.4 仿真分析34-37
• 3.2.5 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染效應(yīng)分析37-38
• 3.3 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)重度污染分析38-41
• 3.3.1 主鏡非均勻污染效應(yīng)分析39
• 3.3.2 次鏡非均勻污染效應(yīng)分析39-40
• 3.3.3 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染效應(yīng)分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 光學(xué)系統(tǒng)的非均勻污染實驗和仿真分析42-56
• 4.1 光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染實驗42-45
• 4.1.1 光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染實驗設(shè)備43
• 4.1.2 光學(xué)系統(tǒng)非均勻污染實驗步驟43-45
• 4.2 實驗數(shù)據(jù)處理及分析討論45-50
• 4.2.1 本底實驗45-46
• 4.2.2 重度污染實驗46-49
• 4.2.3 輕度污染實驗49-50
• 4.3 單鏡面污染理論與實驗對比分析50-55
• 4.3.1 理論分析50-53
• 4.3.2 實驗結(jié)果與理論比較53-54
• 4.3.3 卡塞格倫光學(xué)系統(tǒng)污染效應(yīng)分析54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果62-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳世平;;航天遙感科學(xué)技術(shù)的發(fā)展[J];航天器工程;2009年02期

2 黃本誠;;航天器空間環(huán)境防污染試驗技術(shù)分析[J];環(huán)模技術(shù);1996年01期

3 李鴻勛;;空間環(huán)境和污染對光學(xué)器件的影響[J];真空與低溫;2014年06期

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本文編號：687601