本文關(guān)鍵詞：消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束指向控制技術(shù)

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【摘要】：旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束指向控制機(jī)構(gòu)能夠在單一且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中兼顧大掃描范圍、高指向精度和高響應(yīng)頻率。在目標(biāo)朝向變化較小的應(yīng)用場(chǎng)景中,其對(duì)于傳統(tǒng)的光束指向控制機(jī)構(gòu),尤其是萬(wàn)向架式,構(gòu)成了明顯的比較優(yōu)勢(shì)和替代可能,正在展現(xiàn)出越來(lái)越廣闊的發(fā)展前景。然而復(fù)雜的光束指向特性,卻阻礙了其進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。本課題針對(duì)加入了消色差光學(xué)部件的旋轉(zhuǎn)雙棱鏡,解決和完善了部分光束指向控制技術(shù)工程難題。首先,本文針對(duì)消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束指向解算問(wèn)題,分別推導(dǎo)了正向問(wèn)題一級(jí)近軸近似解法、矢量折射解法和坐標(biāo)變換+矢量折射解法精確解析解。以Zemax光束指向解算數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),驗(yàn)證了三種解析解的正確性。并從適用角度范圍、解算精確度和運(yùn)算復(fù)雜度三個(gè)方面綜合比較了前述方法。描繪并分析了兩組棱鏡各自轉(zhuǎn)角與出射光束空間指向之間的曲線特性。在此基礎(chǔ)上,提出了消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡反向問(wèn)題解。然后,本文針對(duì)消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡掃描模式優(yōu)化問(wèn)題,整理了該型光束指向控制機(jī)構(gòu)的光束運(yùn)動(dòng)規(guī)律與常見掃描模式。分析了等距螺旋掃描模式在匹配機(jī)構(gòu)自身運(yùn)動(dòng)特性,掃描軌跡各方向分布均衡,掃描盲區(qū)大小和瞬間視場(chǎng)對(duì)同一空間重復(fù)覆蓋率高低容易調(diào)整等方面的優(yōu)點(diǎn)。并以兼顧無(wú)掃描盲區(qū)與瞬間視場(chǎng)重復(fù)覆蓋率低為目標(biāo),總結(jié)了調(diào)整等距螺旋掃描模式中離散掃描點(diǎn)間隔和相鄰螺旋軌跡間距的數(shù)學(xué)公式。還介紹了課題使用的消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡系統(tǒng)相關(guān)裝置,并依靠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了前述數(shù)學(xué)公式的正確性與有效性最后,本文針對(duì)消色差旋轉(zhuǎn)雙棱鏡中由于系統(tǒng)參數(shù)失真而導(dǎo)致的目標(biāo)成像偏差問(wèn)題,利用已經(jīng)獲取的有關(guān)結(jié)論,提出了解耦兩組棱鏡各自轉(zhuǎn)動(dòng)如何影響目標(biāo)成像最終移動(dòng)的方法。總結(jié)出基于閉環(huán)反饋思路的成像對(duì)準(zhǔn)算法。還完成了成像對(duì)準(zhǔn)算法的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了其在消除“失真偏差”方面的正確性與有效性
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74

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本文編號(hào)：1187040