Risley棱鏡系統(tǒng)根據(jù)折射定律通過兩棱鏡的繞軸獨立旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)出射光束的指向調(diào)整,有著結(jié)構(gòu)緊湊、準確性高、速度快、偏轉(zhuǎn)角度大、動態(tài)性能好等優(yōu)點,在目標瞄準、搜索以及跟蹤等方面有著廣泛的應(yīng)用。陣列Risley棱鏡系統(tǒng)可以實現(xiàn)高光束質(zhì)量、控制靈活、結(jié)構(gòu)擴展的光束輸出,為大角度光束或成像視軸指向調(diào)整提供了一種頗具潛力的新方法。本論文主要對基于Risley棱鏡的陣列光束指向系統(tǒng)進行深入系統(tǒng)的分析與研究,探索能有效提升系統(tǒng)性能的方法,為該類系統(tǒng)的工程化奠定理論與實驗基礎(chǔ)。論文通過采用非近軸光線追跡的方法,基于不同類型單孔徑Risley棱鏡的光束偏轉(zhuǎn)角度范圍與折射率、棱鏡頂角之間的對應(yīng)關(guān)系,得出棱鏡21-12結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)光束從0?到大偏轉(zhuǎn)角度的全區(qū)域指向覆蓋。以一級近軸近似矢量合成方法為基礎(chǔ),推導(dǎo)出了光束指向控制精度的非線性解析式及界定限判據(jù)。通過建立7孔徑的陣列Risley棱鏡光束指向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模型,根據(jù)惠更斯-菲涅爾原理解算了在有無偏轉(zhuǎn)誤差的情況下光束通過陣列Risley棱鏡系統(tǒng)在真空中的傳輸解析式,以及根據(jù)廣義的惠更斯-菲涅爾原理解算了在有無偏轉(zhuǎn)誤差的情況下光束通過陣列Risley棱鏡系統(tǒng)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的相關(guān)背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究思路和結(jié)構(gòu)安排
第2章 基于Risley棱鏡的陣列偏轉(zhuǎn)光束理論模型建立
    2.1 不同結(jié)構(gòu)Risley棱鏡偏轉(zhuǎn)角的計算
    2.2 光束指向控制精度分析
    2.3 理論模型建立
    2.4 陣列偏轉(zhuǎn)光束傳輸特性方程計算
        2.4.1 理論研究基礎(chǔ)
        2.4.2 真空中的傳輸特性解析式計算
        2.4.3 湍流中的傳輸特性解析式計算
    2.5 桶中功率評價陣列偏轉(zhuǎn)光束質(zhì)量
    2.6 本章小結(jié)
第3章 陣列偏轉(zhuǎn)光束在真空中的傳輸特性分析
    3.1 陣列入射光束參數(shù)設(shè)置
    3.2 在真空中傳輸偏轉(zhuǎn)角對陣列偏轉(zhuǎn)光束的影響
        3.2.1 近場光斑分布
        3.2.2 遠場光強分布
        3.2.3 壓縮因子
    3.3 在真空中傳輸偏轉(zhuǎn)角、傳輸距離對陣列偏轉(zhuǎn)光束的影響
        3.3.1 遠場光斑分布
        3.3.2 光束質(zhì)量評價分析
    3.4 在真空中傳輸占空比、傳輸距離對陣列偏轉(zhuǎn)光束的影響
    3.5 在真空中傳輸出射口徑、傳輸距離對陣列偏轉(zhuǎn)光束的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 陣列偏轉(zhuǎn)光束在湍流中的傳輸特性分析
    4.1 湍流相位屏的數(shù)值模擬方法
    4.2 在湍流中傳輸偏轉(zhuǎn)角、傳輸距離、湍流強度對陣列偏轉(zhuǎn)光束的影響
        4.2.1 遠場光斑分布
        4.2.2 光束質(zhì)量評價分析
    4.3 近地面、高空傳輸應(yīng)用中最優(yōu)口徑及傳輸距離選擇
        4.3.1 系統(tǒng)模型分析
        4.3.2 最優(yōu)口徑選擇
        4.3.3 最優(yōu)傳輸距離選擇
    4.4 本章小結(jié)
第5章 陣列偏轉(zhuǎn)光束在有偏轉(zhuǎn)誤差情況下的傳輸特性分析
    5.1 偏轉(zhuǎn)誤差對陣列光束波前的作用
    5.2 有偏轉(zhuǎn)誤差的陣列偏轉(zhuǎn)光束在真空中的傳輸特性分析
        5.2.1 傳輸特性方程計算
        5.2.2 遠場光斑分布
        5.2.3 光束質(zhì)量評價分析
    5.3 有偏轉(zhuǎn)誤差的陣列偏轉(zhuǎn)光束在湍流中的傳輸特性分析
        5.3.1 傳輸特性方程計算
        5.3.2 遠場光斑分布
        5.3.3 光束質(zhì)量評價分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 基于Risley棱鏡的陣列光束指向系統(tǒng)的實驗研究
    6.1 實驗原理及實驗條件
    6.2 無偏轉(zhuǎn)角情況下陣列光束遠場光斑位置標定
    6.3 不同偏轉(zhuǎn)角下陣列光束遠場光斑位置測量
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)和展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束指向控制技術(shù)綜述[J]. 范大鵬,周遠,魯亞飛,黑墨,熊飛湍,李凱.  中國光學(xué). 2013(02)
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博士論文
[1]中繼鏡系統(tǒng)激光傳輸與變換的理論研究[D]. 儲修祥.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于液晶相控陣的光束定向跟瞄技術(shù)研究[D]. 師宇斌.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：3518439