本文關(guān)鍵詞：折衍射混合雙棱柵掃描技術(shù)的研究

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【摘要】：旋轉(zhuǎn)雙棱鏡掃描技術(shù)通過兩棱鏡的共軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn),改變光束的傳播方向,實(shí)現(xiàn)大角度指向與掃描。在紅外對(duì)抗、目標(biāo)瞄準(zhǔn)與跟蹤等方面有廣泛的應(yīng)用前景。但在成像系統(tǒng)中棱鏡的加入會(huì)帶來色差,限制了旋轉(zhuǎn)雙棱鏡的應(yīng)用。本文采用衍射光學(xué)元件,與棱鏡組合,構(gòu)成折衍混合光學(xué)元件,實(shí)現(xiàn)消色差。并探究了旋轉(zhuǎn)雙棱鏡及旋轉(zhuǎn)雙棱柵的掃描模式。首先,根據(jù)折射元件和衍射元件的成像理論,確立了利用角色散的方法,設(shè)計(jì)棱鏡和光柵參數(shù),消除棱柵的角色差。然后,通過光線追跡的方法,計(jì)算出當(dāng)介質(zhì)面分別為折射面和衍射面時(shí),出射光線的矢量表達(dá)式。建立旋轉(zhuǎn)雙棱鏡和旋轉(zhuǎn)雙棱柵的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)求出的介質(zhì)面分別為折射面和衍射面時(shí),出射光線矢量表達(dá)式,推導(dǎo)了光束分別通過旋轉(zhuǎn)雙棱鏡和旋轉(zhuǎn)雙棱柵的數(shù)學(xué)表達(dá)式。確立了光束掃描與棱鏡和光柵參數(shù)、回轉(zhuǎn)特性之間的關(guān)系。提出利用高度角和方位角表示出射光線的方向。最后,以3~5?m中波紅外為例,確立了棱鏡和光柵的參數(shù),再根據(jù)建立的旋轉(zhuǎn)雙棱鏡和旋轉(zhuǎn)雙棱柵數(shù)學(xué)模型,用高度角和方位角表示波長(zhǎng)不同時(shí),出射光線的傳播方向。利用MATLAB分析了旋轉(zhuǎn)過程中雙棱鏡和雙棱柵角色散的變化,利用ZEMAX分析了旋轉(zhuǎn)過程中雙棱鏡和雙棱柵色散的變化,驗(yàn)證了方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：雙棱鏡 雙棱柵 掃描方程 角色散
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74;O436.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 課題研究背景7
• 1.2 旋轉(zhuǎn)雙棱鏡的應(yīng)用及研究進(jìn)展7-10
• 1.3 衍射光學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用10-11
• 1.4 論文研究的目的及內(nèi)容11-13
• 第二章 折衍混合光學(xué)元件的成像理論13-21
• 2.1 高折射率模型13-14
• 2.2 衍射光學(xué)元件的三級(jí)像差理論14-16
• 2.2.1 薄透鏡的三級(jí)像差公式14-15
• 2.2.2 衍射光學(xué)元件的三級(jí)像差公式15-16
• 2.3 衍射光學(xué)元件的色散性質(zhì)16-18
• 2.4 折衍射光學(xué)元件組合消色差18-21
• 2.4.1 折衍射單透鏡19
• 2.4.2 折衍射透鏡組19-21
• 第三章 角色散方法消除旋轉(zhuǎn)雙棱柵色差21-33
• 3.1 棱鏡的角色散分析21-24
• 3.2 光柵的角色散分析24-27
• 3.3 組合消色差設(shè)計(jì)27-33
• 第四章 雙棱柵掃描的光線追跡算法研究33-44
• 4.1 常用的掃描機(jī)構(gòu)33-35
• 4.2 出射光線的矢量表達(dá)式35-37
• 4.2.1 介質(zhì)面'i為折射平面35-37
• 4.2.2 介質(zhì)面'i為衍射平面37
• 4.3 旋轉(zhuǎn)雙棱鏡的光線追跡37-41
• 4.3.1 近軸近似條件下的掃描方程38-39
• 4.3.2 非近軸條件下的掃描方程39-41
• 4.4 旋轉(zhuǎn)雙棱柵的光線追跡41-44
• 第五章 雙棱柵掃描的色差變化分析44-51
• 5.1 棱鏡和光柵的參數(shù)確定44-45
• 5.2 旋轉(zhuǎn)雙棱鏡和雙棱柵角色差的比較45-48
• 5.3 旋轉(zhuǎn)雙棱鏡和雙棱柵色差的比較48-51
• 結(jié)論51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-55
• 在攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目55

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本文編號(hào)：742737