本文關(guān)鍵詞：紅外成像光學系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 近年來,隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是紅外探測器技術(shù)的進步,新材料的出現(xiàn)及制作工藝的日益完善,紅外成像系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于軍用和民用各個領(lǐng)域。紅外光學系統(tǒng)是紅外成像系統(tǒng)不可分割的重要組成部分,它用于收集來自目標和背景的紅外輻射,并將其匯聚到紅外探測器的光敏面上,以便形成目標和背景的圖像。隨著紅外探測器器件的不斷升級換代,以及各種應(yīng)用對紅外探測系統(tǒng)要求的不斷提高,對紅外光學系統(tǒng)的性能和優(yōu)化設(shè)計也提出了更高的要求。在這種情況下,研究紅外成像光學系統(tǒng)的設(shè)計無疑具有重要意義。 本文對光學系統(tǒng)設(shè)計的工程光學的基本理論和設(shè)計方法進行了闡述,分析光學系統(tǒng)的光學特性和成像質(zhì)量與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系,進而討論了如何減小系統(tǒng)的像差。針對紅外成像光學系統(tǒng)的特點和設(shè)計原則,討論了紅外光學材料的選擇原則并對其加工技術(shù)進行介紹,并以對紅外材料的可加工性和經(jīng)濟性選擇出紅外材料;選擇了紅外成像的系統(tǒng)類型為雙反射鏡系統(tǒng),推導(dǎo)了紅外成像雙反射鏡系統(tǒng)物鏡設(shè)計的關(guān)系式。當由紅外裝置所要求的焦點到主鏡面距離和系統(tǒng)焦距確定后,根據(jù)紅外成像消像差的要求,確定出雙反射系統(tǒng)主鏡和副鏡的非球面類型。 用實例計算驗證了所推導(dǎo)出的公式的可靠性,并通過光學設(shè)計軟件Zemax進行模擬與仿真,給出光學系統(tǒng)的3D Layout圖,即光學系統(tǒng)的綜合誤差。同時Zemax軟件也給出系統(tǒng)不同視場的傳遞函數(shù)圖、中心點亮度圖和點列圖,從這些圖中可以看到雙反射鏡系統(tǒng)的主鏡和副鏡為雙曲面有良好的成像質(zhì)量,滿足紅外成像系統(tǒng)的要求,能夠達到預(yù)期的目標。
【關(guān)鍵詞】：紅外成像 光學設(shè)計 像差 成像質(zhì)量
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-11
• 1.1 引言9
• 1.2 課題的背景和意義9-10
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容和主要任務(wù)10-11
• 2 光學系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)11-23
• 2.1 幾何光學的基本定律11-13
• 2.2 理想光學系統(tǒng)13-19
• 2.3 光學系統(tǒng)對光束的限制19-23
• 2.3.1 光學系統(tǒng)的有效孔徑和聚光能力19-20
• 2.3.2 光學系統(tǒng)的視場20-23
• 3 光學系統(tǒng)的像差理論23-36
• 3.1 球差24-26
• 3.1.1 球差定義24-25
• 3.1.2 初級球差系數(shù)25-26
• 3.2 慧差26-27
• 3.3 像散與像面彎曲27-30
• 3.4 畸變30-31
• 3.5 色差31-33
• 3.5.1 軸向色差——沿光軸度量的色差31-32
• 3.5.2 垂軸色差——沿垂軸方向度量的色差32-33
• 3.6 幾何像差綜述33-36
• 3.6.1 初級像差表示式34-35
• 3.6.2 結(jié)論35-36
• 4 紅外成像光學系統(tǒng)的像質(zhì)評定36-43
• 4.1 光學系統(tǒng)的傳遞函數(shù)36-40
• 4.1.1 圖像的分解和合成37-38
• 4.1.2 光學傳遞函數(shù)38
• 4.1.3 光學傳遞函數(shù)的計算38-39
• 4.1.4 利用光學傳遞函數(shù)評價成像質(zhì)量39-40
• 4.2 傳統(tǒng)像質(zhì)評價方法40-43
• 4.2.1 S.D.評價標準40
• 4.2.2 瑞利λ/4 波像差判據(jù)40-41
• 4.2.3 點列圖41-43
• 5 紅外成像光學系統(tǒng)設(shè)計43-59
• 5.1 紅外成像光學系統(tǒng)的特點43
• 5.2 紅外成像光學系統(tǒng)的設(shè)計原則43-44
• 5.3 紅外光學系統(tǒng)的主要參數(shù)44-46
• 5.3.1 F 數(shù)44
• 5.3.2 視場44-45
• 5.3.3 焦深和景深45-46
• 5.3.4 最小彌散斑及其角直徑46
• 5.4 紅外光學材料的選擇46-49
• 5.4.1 紅外光學材料的主要性能46-47
• 5.4.2 紅外光學材料的種類47-49
• 5.5 系統(tǒng)類型選擇49-51
• 5.5.1 反射系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)式49-51
• 5.5.2 雙反射鏡系統(tǒng)的性能參數(shù)51
• 5.6 紅外成像雙反射鏡系統(tǒng)的物鏡設(shè)計51-55
• 5.6.1 雙反射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)系式推導(dǎo)52-53
• 5.6.2 雙反射鏡系統(tǒng)初級像差與非球面面型的關(guān)系53-54
• 5.6.3 雙反射鏡系統(tǒng)主次鏡面型的確定54-55
• 5.7 紅外成像雙反射鏡系統(tǒng)的物鏡設(shè)計實例55-59
• 6 結(jié)束語59-61
• 6.1 畢業(yè)論文中主要研究內(nèi)容及完成工作59
• 6.2 展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-64
• 附錄64-66

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李t，

本文編號：283231