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長焦距三反射式望遠鏡設(shè)計研究.doc 全文免費在線閱讀

發(fā)布時間:2016-11-22 15:42

  本文關(guān)鍵詞:長焦距三反射式望遠鏡設(shè)計研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


網(wǎng)友2890135236近日為您收集整理了關(guān)于長焦距三反射式望遠鏡設(shè)計研究的文檔,希望對您的工作和學習有所幫助。以下是文檔介紹:長焦距三反射式望遠物鏡設(shè)計研究摘要摘要r互59D6‘本文主要研究了長焦距三反射式望遠物鏡的設(shè)計。針對長焦距望遠—___———_———一物鏡的設(shè)計,在確定選擇反射式系統(tǒng)后,首先介紹了共軸的三反射鏡系統(tǒng),給出了求解共軸三反系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的一般方法,指出共軸三反系統(tǒng)存在中心遮攔過大,影響系統(tǒng)成像質(zhì)量的缺陷。然后依次介紹了折軸的三反系統(tǒng)、光闌離軸的三反系統(tǒng)和視場離軸的三反系統(tǒng),分析了它們在結(jié)構(gòu)上的特點,其中光闌離軸的三反系統(tǒng)和視場離軸的三反系統(tǒng)實現(xiàn)了無中心遮攔并給出了具體求解這些系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法。最后,逐一列出各種系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果及其像質(zhì)評價,指出了對各鏡面加高次非球面項系數(shù)以及對鏡面、像面實施離軸、傾斜都能有效地提高離軸三反系統(tǒng)的成像質(zhì)量。關(guān)鍵詞:長焦距、非共軸、全反射系統(tǒng)。作者:劉琳指導教師:薛鳴球墾塞墮三星塾塞望墨塑堡墾生墮塞—————————————————————————j塑里一AbstractThisdissertationaimsatmeetingtheneedsofdesigninglongfocallengthsDacecamera.First,thecoaxialth(來源:[])ree-reflectivesystemisintroducedandmethodofhowtoobtainit'soriginalstructureparametersisgiven?Becauseofit,sunavoidableobstruction,three—reflectivesystemwithasmallfoldedmirrorandthree—reflectivesystemwithoff-axialaperatureandthree.reflectivesystemwithoff-axialfieldisdiscussedindetail-Atlast,someexamplesandit'sevaluationareofferedtoillustratethemethodmentionedabove.Theevalutionshowsthattheoptimizationofthedecenteramoum,tiltdegree,oefficientscanincrease(來源:[])theimagequality?Keywords:longfocallength;Uncoaxial;Allreflectiveoptics廣.DirectedbyXue,Mingqiu長焦距三反射式望遠物鏡設(shè)計研究第一章引言引言在空間光學領(lǐng)域中,為了實現(xiàn)對地面目標更好的觀察,需要進一步提高相機的地面分辨率和地面覆蓋范圍。相機的地面分辨率的大小與光學系統(tǒng)的角分辨率大小和衛(wèi)星高度有關(guān)。由于衛(wèi)星的高度是一定的,增大相機光學系統(tǒng)的角分辨率能夠有效地提高地面分辨率。光學系統(tǒng)的入射光瞳的直徑越大,角分辨率越高。在保持相對孔徑一定的條件下,增大焦距就能相應地增大入瞳直徑,從而提高地面分辨率。另一方面,相機的地面覆蓋范圍與衛(wèi)星高度和視場角有關(guān)。同樣,在衛(wèi)星高度一定的條件下,增大相機的視場角能夠擴大相機的地面覆蓋范圍。因此,長焦距、大視場的望遠系統(tǒng)的設(shè)計在空間光學領(lǐng)域中有著十分重要的意義。由于此種相機使用環(huán)境的特殊性:必須適應衛(wèi)星平臺的要求,這就要求相機的光學系統(tǒng)的尺寸要盡可能小,重量要盡可能輕。對于長焦距,(來源:[])大視場的望遠物鏡的設(shè)計,首先想到的是采用折射式的cook三片鏡的系統(tǒng),這一結(jié)構(gòu)能很好地糾正球差、彗差、像散和場曲。但由于是長焦系統(tǒng),造成了透鏡的尺寸很大。大尺寸的透鏡,不僅重量大,價格昂貴,而且很難精確制造。此外,折射系統(tǒng)在對特定的波長范圍消色差后,還不可避免地存在二級光譜。于是人們引入了反射系統(tǒng)。相比較而言,采用反射式系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點:(1)反射式系統(tǒng)不存在色差,也就不存在二級光譜的問題。(2)反射式光學系統(tǒng)容易實現(xiàn)輕量化設(shè)計(如采取蜂窩式的結(jié)構(gòu)),使整個光學系統(tǒng)的重量降低,滿足空間應用對光學系統(tǒng)重量的要求。長焦距三反射式望遠物鏡設(shè)計研究引言(3)在紅外應用中,透紅外的光學材料不多,特別是大口徑的材料很難找到。因此對長焦距望遠物鏡的設(shè)計,大都采用反射式的光學系統(tǒng)。具有兩個反射鏡的光學系統(tǒng)由于可變量少,不能滿足大視場,大相對孔徑的要求。潘君驊…研究了共軸三反系統(tǒng)中三個二次非球面系數(shù)和輪廓參數(shù)的關(guān)系,解決了三反系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的求解問題。三反系統(tǒng)具有三個半徑、兩個間隔、三個二次非球面系數(shù)共8個參數(shù)(來源:[])。在滿足焦距、球差、彗差、像散及場曲的條件下,還剩余三個可變參數(shù)滿足光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求。共軸反射系統(tǒng)在長焦距、大視場的情況下,中心遮欄過大,影響了進入系統(tǒng)的能量,同時降低了光學系統(tǒng)的分辨率。進一步,將第三鏡和像面引出光軸形成的折軸系統(tǒng)在一定的條件下,可以減小系統(tǒng)的遮攔,而使用光闌離軸的三反系統(tǒng)和視場離軸的三反系統(tǒng)可以實現(xiàn)完全無遮攔。光闌離軸的三反系統(tǒng)是通過將光闌置于主鏡上,離軸使用以達到無遮攔。視場離軸的三反系統(tǒng)則是通過視場的傾斜來避免中心遮攔。為進一步提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量,縮短系統(tǒng)的長度,不僅可以將表征各個鏡面面形的非球面高次項系數(shù)設(shè)置為優(yōu)化變量而且可以將各個反射鏡及像面的離軸量、傾斜量設(shè)為優(yōu)化變量,從而充分挖掘三反系統(tǒng)的潛力。由于以上各種三反系統(tǒng)都是在共軸三反系統(tǒng)求得初始參數(shù)的基礎(chǔ)上進行適當?shù)淖兓玫降?本文將在介紹共軸三反系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,逐一予以介紹。長焦距三反射式望遠物鏡設(shè)計研究共軸三反系統(tǒng)第二章共軸三反系統(tǒng)§2.1共軸三反系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)求解的一般方法圖2一i共軸三反系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2—1(來源:[])所示。其中1,2,3分別為主鏡,次鏡和三鏡,4為像面。光線從左方入射,依次經(jīng)過主鏡,次鏡和三鏡的反射,到達像面。1.共軸三反系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)求解的一般方法。共軸三反系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)共有8個:三個面的半徑‘,吃,吩,主鏡到次鏡的距離d。,次鏡到三鏡的距離d:,以及三個反射鏡面的二次非球面系數(shù)一s?,一e;,一e;。定義系統(tǒng)的輪廓參數(shù)如下:次鏡對主鏡的遮攔比第三鏡對副鏡的遮攔比ad:蔓。墮工’h1蔓。墮疋h2(2-1)(2-2)次鏡的放大率屆:≥:_.U2,2-5“2(2-3)

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本文編號:186030

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