紅外大視場(chǎng)折反周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng)研究
本文關(guān)鍵詞:紅外大視場(chǎng)折反周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,特別是信息技術(shù)的迅速發(fā)展,紅外預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)所起作用越來(lái)越大。紅外光學(xué)系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)的最前端,相當(dāng)于系統(tǒng)的眼睛,是紅外預(yù)警系統(tǒng)最重要的部分,它的主要任務(wù)就是將目標(biāo)和背景發(fā)出的紅外輻射聚集到系統(tǒng)的探測(cè)面上。隨著科技的發(fā)展,探測(cè)器器件層出不窮,所以對(duì)一些紅外探測(cè)系統(tǒng)的要求也逐漸提高,這就對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能也提出了更高的要求。紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括外型尺寸的設(shè)計(jì)和消雜光結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)于高精度的紅外預(yù)警系統(tǒng),光學(xué)系統(tǒng)雜散光的分析是系統(tǒng)完成任務(wù)的關(guān)鍵之一。 本文針對(duì)某紅外預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)出一種紅外大視場(chǎng)折反周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng),并且對(duì)該系統(tǒng)展開(kāi)雜散光的分析。本文第一部分內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)選擇合適的初始結(jié)構(gòu),該系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)仍然是兩鏡系統(tǒng),但是兩鏡系統(tǒng)的有效視場(chǎng)比較小,為了克服這一難點(diǎn),設(shè)計(jì)時(shí)將系統(tǒng)的主次鏡都設(shè)計(jì)成曼金鏡,這種方法避免了高次非球面的使用,降低了加工難度,,系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)直接輸入光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX中,設(shè)置一定的約束函數(shù),使系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化,節(jié)約了大量的時(shí)間。本文的第二部分內(nèi)容主要是對(duì)所設(shè)計(jì)的大視場(chǎng)紅外折返光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行消雜光設(shè)計(jì)。這一部分首先介紹了紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光分的理論知識(shí),重點(diǎn)論述了紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光的來(lái)源以及雜光分析步驟,為下一步該系統(tǒng)的雜散光分析奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光的定義,指出大視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)的雜光來(lái)源,并且建立了消雜光結(jié)構(gòu)。在消雜結(jié)構(gòu)中,為了減少內(nèi)部輻射,遮光罩內(nèi)部使用反射式擋光環(huán)。采用Tracepro軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真分析,從分析結(jié)果來(lái)看此紅外光學(xué)系統(tǒng)的雜散光得到很好的抑制:太陽(yáng)雜光抑制水平PST可以達(dá)到10(-4)~10(-10),內(nèi)部輻射到達(dá)像面雜散光能量量級(jí)為10(-8)W,系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)清晰成像。
【關(guān)鍵詞】:紅外光學(xué)系統(tǒng) 曼金鏡 雜散光分析 內(nèi)部輻射 PST
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:TH74
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-6
- 目錄6-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 紅外預(yù)警系統(tǒng)研究的意義8-10
- 1.2 紅外預(yù)警系統(tǒng)的組成10-11
- 1.3 紅外光學(xué)系統(tǒng)11
- 1.4 本論文所要做的工作11-14
- 第二章 紅外大視場(chǎng)折反周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-39
- 2.1 折反兩鏡光學(xué)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)14-28
- 2.1.1 旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱非球面方程14-17
- 2.1.2 二次曲線與法線有關(guān)的重要光學(xué)性質(zhì)17-18
- 2.1.3 折反兩鏡系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)形式18-19
- 2.1.4 折反兩鏡系統(tǒng)單色像差公式19-22
- 2.1.5 常用的兩鏡系統(tǒng)22-25
- 2.1.6 曼金鏡25-28
- 2.2 紅外大視場(chǎng)折反周視光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-37
- 2.2.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟28-30
- 2.2.2 紅外大視場(chǎng)折反周視光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算30-36
- 2.2.3 光學(xué)系統(tǒng)作用距離36-37
- 2.3 本章總結(jié)37-39
- 第三章 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光分析的理論基礎(chǔ)39-57
- 3.1 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光分析的意義39-40
- 3.2 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光分析的理論基礎(chǔ)40-50
- 3.2.1 輻射量的基本概念40-42
- 3.2.2 雙向散射分布函數(shù)42-47
- 3.2.3 能量傳輸?shù)幕痉匠?/span>47-48
- 3.2.4 點(diǎn)源透射比 PST48
- 3.2.5 雜散光常用的計(jì)算方法48-50
- 3.3 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光的來(lái)源以及雜光分析步驟50-52
- 3.3.1 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光的來(lái)源50-51
- 3.3.2 紅外光學(xué)系統(tǒng)雜散光的分析步驟51-52
- 3.4 紅外光學(xué)系統(tǒng)抑制雜散光的方法52-56
- 3.4.1 用光闌組合的方法抑制雜散光53-54
- 3.4.2 擋光環(huán)抑制雜散光結(jié)構(gòu)54-55
- 3.4.3 采用消雜光漆消雜散光55
- 3.4.4 溫欄和冷光闌的匹配55-56
- 3.5 本章小結(jié)56-57
- 第四章 紅外大視場(chǎng)折反周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng)雜散光分析57-72
- 4.1 紅外大視場(chǎng)折返周視預(yù)警光學(xué)系統(tǒng)雜散光的抑制57-63
- 4.1.1 光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)遮光罩的設(shè)計(jì)57-58
- 4.1.2 光學(xué)系統(tǒng)外遮光罩的設(shè)計(jì)58-59
- 4.1.3 光學(xué)系統(tǒng)擋光環(huán)的設(shè)計(jì)59-63
- 4.2 應(yīng)用雜散光分析軟件對(duì)系統(tǒng)雜散光的分析步驟63-64
- 4.3 系統(tǒng)自身熱輻射的分析64-65
- 4.4 太陽(yáng)雜散光的分析65-71
- 4.4.1 確定系統(tǒng)散射表面65-67
- 4.4.2 設(shè)置系統(tǒng)的重點(diǎn)采樣面67-68
- 4.4.3 系統(tǒng)消雜光能力的評(píng)價(jià)68-71
- 4.5 本章小結(jié)71-72
- 第五章 總結(jié)與展望72-74
- 參考文獻(xiàn)74-77
- 碩士期間文章發(fā)表目錄77-78
- 致謝78
【參考文獻(xiàn)】
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