五棱鏡角度制造誤差對轉(zhuǎn)向角的影響
發(fā)布時間：2022-02-15 05:09
工程中計算五棱鏡角度制造誤差對出射光線轉(zhuǎn)向角影響的方法有很多,但計算精度都存在不足。為了推導(dǎo)出一種計算結(jié)果恒為真值的方法,文章對幾種常規(guī)方法進行了研究分析,并以解析幾何為基礎(chǔ),代入符號規(guī)則,推導(dǎo)出了一種計算角度制造誤差影響的新方法。將該方法和其他方法的計算精度進行了對比分析,結(jié)果表明:五棱鏡的出射光線轉(zhuǎn)角誤差僅由五棱鏡的90°角制造誤差、45°角制造誤差以及光線入射角I決定,與兩個112.5°角的制造誤差無關(guān);出射光線轉(zhuǎn)角誤差的大小主要取決于五棱鏡的角度制造誤差,與光線入射角的關(guān)系不大。新方法不受光線入射角以及角度制造誤差變化的影響,具有一定的實際工程應(yīng)用價值。
【文章來源】：航天返回與遙感. 2020,41(03)CSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
理想五棱鏡主截面示意
的存在，將改變五棱鏡的光線恒轉(zhuǎn)特性，直接影響五棱鏡的工程應(yīng)用結(jié)果，故有必要對其影響進行計算以修正測試數(shù)據(jù)。1.1理論求解方法[11-12]五棱鏡光線追跡法是一種以矢量折反射定律作為理論基礎(chǔ)來求解光線轉(zhuǎn)角誤差的方法，也是公認的理論求解方法，其結(jié)果可作為真值用于評價其他方法的計算精度。設(shè)存在角度制造誤差的五棱鏡為ABCDE—A′B′C′D′E′，其共有4個工作面，按照與光線接觸的先后順序分別設(shè)為14P~P，各工作面的法向量分別設(shè)為14N~N。以點A為坐標(biāo)原點，1P為YOZ面，ABCDE面為XOY面建立如圖2所示的空間直角坐標(biāo)系。由圖2可知，光線被4個工作面分成了5部分，按照先后順序分別設(shè)各光線的單位方向向量為,(),iiiiRmnp，其中i(1,2,3,4,5)，,,iiimnp分別為iR正向與X、Y、Z坐標(biāo)圖1理想五棱鏡主截面示意Fig.1Sketchofprincipalsectionforidealpentaprism圖2五棱鏡作用光路Fig.2Lightpathmapofpentaprism
第3期溫中凱等:五棱鏡角度制造誤差對轉(zhuǎn)向角的影響97（a）14I0、I0組合（b）14I0、I≤0組合（a）Thecombinationof1I0and4I0（b）Thecombinationof1I0and4I≤0（c）14I≤0、I0組合（d）14I≤0、I≤0組合（c）Thecombinationof1I≤0and4I0（d）Thecombinationof1I≤0and4I≤0圖6五棱鏡幾何光路示意Fig.6Thediagramofpentaprismgeometriclightpath過點J作P3面的法線NJ交NG于點K，同理分析得光線在該面上的反射角3I為3452I(45I)（12）過點L作P4面的法線NL交NJ于點M，同理分析得光線在該面上的入射角4I為490322.5EII（13）對P4面應(yīng)用折射定律有44nsinIsinI，延長R1與R5交于點N，則R1順時針轉(zhuǎn)到R5即為光線的折轉(zhuǎn)角β，且有901490II（14）又知90450EB，則光線轉(zhuǎn)角誤差為90，即909045sinarcsinsin2arcsinIInn（15）
【參考文獻】：
期刊論文
[1]五棱鏡垂直度誤差對轉(zhuǎn)向角的影響分析[J]. 溫中凱,雷文平,黃穎. 航天返回與遙感. 2019(01)
[2]基于五棱鏡掃描法的波前系統(tǒng)研究[J]. 劉齊卉芝,何勇. 光學(xué)儀器. 2017(02)
[3]分離式方位角垂直傳遞裝置校準(zhǔn)方法研究[J]. 吳延軍,張忠武,張俊杰,李永剛. 宇航計測技術(shù). 2015(02)
[4]五棱鏡掃描技術(shù)檢測大口徑平面鏡的誤差分析[J]. 戚二輝,羅霄,李明,鄭立功,張學(xué)軍. 紅外與激光工程. 2015(02)
[5]差分五棱鏡掃描法在波前檢測中的應(yīng)用[J]. 湯兆鑫,黃瑋,許偉才,劉立峰,徐象如. 中國光學(xué). 2014(06)
[6]基于五棱鏡的大型平行光管焦面監(jiān)測技術(shù)及誤差修正方法[J]. 李響,張曉輝. 紅外與激光工程. 2014(07)
[7]折轉(zhuǎn)光管裝校方法研究與誤差分析[J]. 張暉,渠婉婉,何佳融,閆鈺鋒. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[8]大口徑平行光管實時檢焦系統(tǒng)[J]. 李響,張曉輝. 光電工程. 2012(07)
[9]大口徑光學(xué)平面鏡面形檢測系統(tǒng)初步研究[J]. 范勇,陳念年,張勁峰,楊程. 計算機測量與控制. 2010(04)
[10]五棱鏡掃描法檢測大口徑近紅外干涉儀準(zhǔn)直波前[J]. 劉兆棟,于麗娜,韓志剛,陳磊. 中國激光. 2010(04)
本文編號：3625980
【文章來源】：航天返回與遙感. 2020,41(03)CSCD
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
理想五棱鏡主截面示意
的存在，將改變五棱鏡的光線恒轉(zhuǎn)特性，直接影響五棱鏡的工程應(yīng)用結(jié)果，故有必要對其影響進行計算以修正測試數(shù)據(jù)。1.1理論求解方法[11-12]五棱鏡光線追跡法是一種以矢量折反射定律作為理論基礎(chǔ)來求解光線轉(zhuǎn)角誤差的方法，也是公認的理論求解方法，其結(jié)果可作為真值用于評價其他方法的計算精度。設(shè)存在角度制造誤差的五棱鏡為ABCDE—A′B′C′D′E′，其共有4個工作面，按照與光線接觸的先后順序分別設(shè)為14P~P，各工作面的法向量分別設(shè)為14N~N。以點A為坐標(biāo)原點，1P為YOZ面，ABCDE面為XOY面建立如圖2所示的空間直角坐標(biāo)系。由圖2可知，光線被4個工作面分成了5部分，按照先后順序分別設(shè)各光線的單位方向向量為,(),iiiiRmnp，其中i(1,2,3,4,5)，,,iiimnp分別為iR正向與X、Y、Z坐標(biāo)圖1理想五棱鏡主截面示意Fig.1Sketchofprincipalsectionforidealpentaprism圖2五棱鏡作用光路Fig.2Lightpathmapofpentaprism
第3期溫中凱等:五棱鏡角度制造誤差對轉(zhuǎn)向角的影響97（a）14I0、I0組合（b）14I0、I≤0組合（a）Thecombinationof1I0and4I0（b）Thecombinationof1I0and4I≤0（c）14I≤0、I0組合（d）14I≤0、I≤0組合（c）Thecombinationof1I≤0and4I0（d）Thecombinationof1I≤0and4I≤0圖6五棱鏡幾何光路示意Fig.6Thediagramofpentaprismgeometriclightpath過點J作P3面的法線NJ交NG于點K，同理分析得光線在該面上的反射角3I為3452I(45I)（12）過點L作P4面的法線NL交NJ于點M，同理分析得光線在該面上的入射角4I為490322.5EII（13）對P4面應(yīng)用折射定律有44nsinIsinI，延長R1與R5交于點N，則R1順時針轉(zhuǎn)到R5即為光線的折轉(zhuǎn)角β，且有901490II（14）又知90450EB，則光線轉(zhuǎn)角誤差為90，即909045sinarcsinsin2arcsinIInn（15）
【參考文獻】：
期刊論文
[1]五棱鏡垂直度誤差對轉(zhuǎn)向角的影響分析[J]. 溫中凱,雷文平,黃穎. 航天返回與遙感. 2019(01)
[2]基于五棱鏡掃描法的波前系統(tǒng)研究[J]. 劉齊卉芝,何勇. 光學(xué)儀器. 2017(02)
[3]分離式方位角垂直傳遞裝置校準(zhǔn)方法研究[J]. 吳延軍,張忠武,張俊杰,李永剛. 宇航計測技術(shù). 2015(02)
[4]五棱鏡掃描技術(shù)檢測大口徑平面鏡的誤差分析[J]. 戚二輝,羅霄,李明,鄭立功,張學(xué)軍. 紅外與激光工程. 2015(02)
[5]差分五棱鏡掃描法在波前檢測中的應(yīng)用[J]. 湯兆鑫,黃瑋,許偉才,劉立峰,徐象如. 中國光學(xué). 2014(06)
[6]基于五棱鏡的大型平行光管焦面監(jiān)測技術(shù)及誤差修正方法[J]. 李響,張曉輝. 紅外與激光工程. 2014(07)
[7]折轉(zhuǎn)光管裝校方法研究與誤差分析[J]. 張暉,渠婉婉,何佳融,閆鈺鋒. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[8]大口徑平行光管實時檢焦系統(tǒng)[J]. 李響,張曉輝. 光電工程. 2012(07)
[9]大口徑光學(xué)平面鏡面形檢測系統(tǒng)初步研究[J]. 范勇,陳念年,張勁峰,楊程. 計算機測量與控制. 2010(04)
[10]五棱鏡掃描法檢測大口徑近紅外干涉儀準(zhǔn)直波前[J]. 劉兆棟,于麗娜,韓志剛,陳磊. 中國激光. 2010(04)
本文編號：3625980
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