發(fā)布時(shí)間：2017-04-02 22:10

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

【摘要】： 近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是紅外探測(cè)器技術(shù)的進(jìn)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(gè)領(lǐng)域。紅外光學(xué)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(biāo)和背景的紅外輻射,并將其匯聚到紅外探測(cè)器的光敏面上,以便形成目標(biāo)和背景的圖像。隨著紅外探測(cè)器器件的不斷升級(jí)換代,以及各種應(yīng)用對(duì)紅外探測(cè)系統(tǒng)要求的不斷提高,對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)的性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。在這種情況下,研究紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無疑具有重要意義。 本文對(duì)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程光學(xué)的基本理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了闡述,分析光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)特性和成像質(zhì)量與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系,進(jìn)而討論了如何減小系統(tǒng)的像差。針對(duì)紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則,討論了紅外光學(xué)材料的選擇原則并對(duì)其加工技術(shù)進(jìn)行介紹,并以對(duì)紅外材料的可加工性和經(jīng)濟(jì)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(jì)的關(guān)系式。當(dāng)由紅外裝置所要求的焦點(diǎn)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(shí)例計(jì)算驗(yàn)證了所推導(dǎo)出的公式的可靠性,并通過光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax進(jìn)行模擬與仿真,給出光學(xué)系統(tǒng)的3D Layout圖,即光學(xué)系統(tǒng)的綜合誤差。同時(shí)Zemax軟件也給出系統(tǒng)不同視場(chǎng)的傳遞函數(shù)圖、中心點(diǎn)亮度圖和點(diǎn)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(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：紅外成像 光學(xué)設(shè)計(jì) 像差 成像質(zhì)量
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：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?jī)?nèi)容和主要任務(wù)10-11
• 2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-23
• 2.1 幾何光學(xué)的基本定律11-13
• 2.2 理想光學(xué)系統(tǒng)13-19
• 2.3 光學(xué)系統(tǒng)對(duì)光束的限制19-23
• 2.3.1 光學(xué)系統(tǒng)的有效孔徑和聚光能力19-20
• 2.3.2 光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)20-23
• 3 光學(xué)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(jí)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(jí)像差表示式34-35
• 3.6.2 結(jié)論35-36
• 4 紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)定36-43
• 4.1 光學(xué)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(xué)傳遞函數(shù)38
• 4.1.3 光學(xué)傳遞函數(shù)的計(jì)算38-39
• 4.1.4 利用光學(xué)傳遞函數(shù)評(píng)價(jià)成像質(zhì)量39-40
• 4.2 傳統(tǒng)像質(zhì)評(píng)價(jià)方法40-43
• 4.2.1 S.D.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)40
• 4.2.2 瑞利λ/4 波像差判據(jù)40-41
• 4.2.3 點(diǎn)列圖41-43
• 5 紅外成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)43-59
• 5.1 紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)43
• 5.2 紅外成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則43-44
• 5.3 紅外光學(xué)系統(tǒng)的主要參數(shù)44-46
• 5.3.1 F 數(shù)44
• 5.3.2 視場(chǎng)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(xué)材料的選擇46-49
• 5.4.1 紅外光學(xué)材料的主要性能46-47
• 5.4.2 紅外光學(xué)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(jì)51-55
• 5.6.1 雙反射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)系式推導(dǎo)52-53
• 5.6.2 雙反射鏡系統(tǒng)初級(jí)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(jì)實(shí)例55-59
• 6 結(jié)束語(yǔ)59-61
• 6.1 畢業(yè)論文中主要研究?jī)?nèi)容及完成工作59
• 6.2 展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 附錄64-66

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李t，

本文編號(hào)：283231