本文關鍵詞：紅外大視場折反周視預警光學系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，特別是信息技術的迅速發(fā)展，紅外預警探測系統(tǒng)所起作用越來越大。紅外光學系統(tǒng)在整個系統(tǒng)的最前端，相當于系統(tǒng)的眼睛，是紅外預警系統(tǒng)最重要的部分，它的主要任務就是將目標和背景發(fā)出的紅外輻射聚集到系統(tǒng)的探測面上。隨著科技的發(fā)展，探測器器件層出不窮，所以對一些紅外探測系統(tǒng)的要求也逐漸提高，這就對紅外光學系統(tǒng)的優(yōu)化設計和性能也提出了更高的要求。紅外光學系統(tǒng)設計應該包括外型尺寸的設計和消雜光結(jié)構(gòu)的設計。對于高精度的紅外預警系統(tǒng)，光學系統(tǒng)雜散光的分析是系統(tǒng)完成任務的關鍵之一。 本文針對某紅外預警系統(tǒng)設計出一種紅外大視場折反周視預警光學系統(tǒng)，并且對該系統(tǒng)展開雜散光的分析。本文第一部分內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)的技術指標選擇合適的初始結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)設計基礎仍然是兩鏡系統(tǒng)，但是兩鏡系統(tǒng)的有效視場比較小，為了克服這一難點，設計時將系統(tǒng)的主次鏡都設計成曼金鏡，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)直接輸入光學系統(tǒng)設計軟件ZEMAX中，設置一定的約束函數(shù)，使系統(tǒng)自動優(yōu)化，節(jié)約了大量的時間。本文的第二部分內(nèi)容主要是對所設計的大視場紅外折返光學系統(tǒng)進行消雜光設計。這一部分首先介紹了紅外光學系統(tǒng)雜散光分的理論知識，重點論述了紅外光學系統(tǒng)雜散光的來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。根據(jù)紅外光學系統(tǒng)雜散光的定義，指出大視場紅外光學系統(tǒng)的雜光來源，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軟件對系統(tǒng)進行建模、仿真分析，從分析結(jié)果來看此紅外光學系統(tǒng)的雜散光得到很好的抑制：太陽雜光抑制水平PST可以達到10（-4）～10（-10），內(nèi)部輻射到達像面雜散光能量量級為10(-8)Ｗ，系統(tǒng)可以實現(xiàn)清晰成像。
【關鍵詞】：紅外光學系統(tǒng) 曼金鏡 雜散光分析 內(nèi)部輻射 PST
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 紅外預警系統(tǒng)研究的意義8-10
• 1.2 紅外預警系統(tǒng)的組成10-11
• 1.3 紅外光學系統(tǒng)11
• 1.4 本論文所要做的工作11-14
• 第二章 紅外大視場折反周視預警光學系統(tǒng)設計14-39
• 2.1 折反兩鏡光學系統(tǒng)的理論基礎14-28
• 2.1.1 旋轉(zhuǎn)軸對稱非球面方程14-17
• 2.1.2 二次曲線與法線有關的重要光學性質(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 紅外大視場折反周視光學系統(tǒng)設計28-37
• 2.2.1 光學系統(tǒng)設計的一般步驟28-30
• 2.2.2 紅外大視場折反周視光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計算30-36
• 2.2.3 光學系統(tǒng)作用距離36-37
• 2.3 本章總結(jié)37-39
• 第三章 紅外光學系統(tǒng)雜散光分析的理論基礎39-57
• 3.1 紅外光學系統(tǒng)雜散光分析的意義39-40
• 3.2 紅外光學系統(tǒng)雜散光分析的理論基礎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 點源透射比 PST48
• 3.2.5 雜散光常用的計算方法48-50
• 3.3 紅外光學系統(tǒng)雜散光的來源以及雜光分析步驟50-52
• 3.3.1 紅外光學系統(tǒng)雜散光的來源50-51
• 3.3.2 紅外光學系統(tǒng)雜散光的分析步驟51-52
• 3.4 紅外光學系統(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 紅外大視場折反周視預警光學系統(tǒng)雜散光分析57-72
• 4.1 紅外大視場折返周視預警光學系統(tǒng)雜散光的抑制57-63
• 4.1.1 光學系統(tǒng)內(nèi)遮光罩的設計57-58
• 4.1.2 光學系統(tǒng)外遮光罩的設計58-59
• 4.1.3 光學系統(tǒng)擋光環(huán)的設計59-63
• 4.2 應用雜散光分析軟件對系統(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 設置系統(tǒng)的重點采樣面67-68
• 4.4.3 系統(tǒng)消雜光能力的評價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74-77
• 碩士期間文章發(fā)表目錄77-78
• 致謝78

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：紅外大視場折反周視預警光學系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：306168