本文關(guān)鍵詞：超寬視場(chǎng)成像光譜儀前置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 光學(xué)設(shè)計(jì) 成像光譜儀 超寬視場(chǎng) 前置系統(tǒng) 離軸兩反 離軸三反

【摘要】：近年來,大視場(chǎng)寬覆蓋已成為光學(xué)遙感儀器重要發(fā)展趨勢(shì)。為滿足用于全球?qū)α鲗哟髿獗O(jiān)測(cè)的推掃式成像光譜儀超寬視場(chǎng)、寬波段和高分辨率的探測(cè)需求,本文主要研究和設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)超寬視場(chǎng)的離軸兩反射鏡和三反射鏡前置光學(xué)系統(tǒng)。首先,闡述儀器遙感探測(cè)原理,依據(jù)儀器的光譜分辨率及信噪比要求,利用大氣輻射傳輸模型MODTRAN數(shù)值分析光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)和信噪比之間的相互關(guān)系,確定前置光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)、視場(chǎng)和焦距等指標(biāo)參數(shù)。接著,根據(jù)上述指標(biāo)和輕量化要求,研究與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的由兩塊凹面反射鏡組成的離軸兩反前置系統(tǒng)。基于高斯光學(xué)和楊氏公式,分析其像散特性,給出確定系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法;通過分析自由曲面對(duì)光瞳像差的影響,給出合理選擇自由曲面多項(xiàng)式校正物方畸變方法;優(yōu)化設(shè)計(jì)得到交軌視場(chǎng)108°、F數(shù)10、有效焦距34mm、工作波段0.27~2.4μm的離軸兩反射鏡前置望遠(yuǎn)物鏡,主、次鏡均為自由曲面,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、像方遠(yuǎn)心、成像性能接近衍射極限和物方畸變小等優(yōu)點(diǎn)。然后,研究與設(shè)計(jì)了可實(shí)現(xiàn)超寬視場(chǎng)、中等相對(duì)孔徑的離軸三反射鏡系統(tǒng),其由一片凹面反射鏡和凸面-凹面同軸兩反射鏡組成�；谕姑�-凹面兩反射鏡遠(yuǎn)心望遠(yuǎn)系統(tǒng)的像散分析結(jié)果,給出逐步確定系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參量的方法;優(yōu)化設(shè)計(jì)得到交軌視場(chǎng)108°、F數(shù)4、有效焦距17mm、工作波段0.27~2.4μm的離軸三反射鏡前置望遠(yuǎn)物鏡,主鏡為球面,次鏡、三鏡均為二次非球面,同樣具有像方遠(yuǎn)心、成像性能接近衍射極限和物方畸變小等優(yōu)點(diǎn)。最后,對(duì)設(shè)計(jì)得到的離軸兩反射鏡和三反射鏡前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行公差優(yōu)化分配,得到符合實(shí)際應(yīng)用要求的公差分配結(jié)果。研究設(shè)計(jì)的兩種前置光學(xué)系統(tǒng)在超寬視場(chǎng)、寬波段范圍內(nèi)均具有良好的成像結(jié)果,可將其應(yīng)用于星載全球覆蓋高時(shí)間分辨率高光譜成像儀中,以監(jiān)測(cè)地球?qū)α鲗哟髿獬煞謺r(shí)空變化,探測(cè)全球碳源碳匯。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)設(shè)計(jì) 成像光譜儀 超寬視場(chǎng) 前置系統(tǒng) 離軸兩反 離軸三反
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH744.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.3 論文內(nèi)容16-18
• 第二章 探測(cè)原理與指標(biāo)分析18-27
• 2.1 探測(cè)原理18-19
• 2.2 指標(biāo)分析19-26
• 2.2.1 探測(cè)波段20-22
• 2.2.2 相對(duì)孔徑22-25
• 2.2.3 前置物鏡視場(chǎng)、焦距25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于自由曲面的離軸兩反射鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-40
• 3.1 結(jié)構(gòu)和原理27-28
• 3.2 理論分析28-34
• 3.3 光學(xué)設(shè)計(jì)34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 基于非球面的離軸三反射鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-51
• 4.1 結(jié)構(gòu)和原理40-41
• 4.2 設(shè)計(jì)思想41-42
• 4.3 光學(xué)設(shè)計(jì)42-50
• 4.3.1 確定初始結(jié)構(gòu)參數(shù)42-46
• 4.3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果46-48
• 4.3.3 成像質(zhì)量評(píng)價(jià)48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 公差分析51-62
• 5.1 設(shè)計(jì)方案一公差分析51-58
• 5.1.1 公差分析參數(shù)和性能評(píng)價(jià)指標(biāo)51
• 5.1.2 自由曲面表面不規(guī)則度公差51-56
• 5.1.3 公差優(yōu)化分配56-58
• 5.2 設(shè)計(jì)方案二公差分析58-61
• 5.2.1 公差分析參數(shù)和性能評(píng)價(jià)指標(biāo)58
• 5.2.2 公差分配結(jié)果58-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果66-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 畢思文;數(shù)字人體信息獲取的成像光譜儀研究[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2004年09期

2 顧聚興;機(jī)載成像光譜儀的性能要求[J];紅外;2004年10期

3 郭洪周,房曉鐘,張宗貴,甘甫平;澳大利亞機(jī)載成像光譜儀及其應(yīng)用[J];地質(zhì)裝備;2005年02期

4 孫林;鮑金河;;航空成像光譜儀的發(fā)展和在偵察中的應(yīng)用[J];遙感信息;2010年06期

5 劉玉娟;唐玉國(guó);崔繼承;巴音賀希格;;用于水果品質(zhì)檢測(cè)的小型成像光譜儀[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年01期

6 從征;研究極光發(fā)射的成像光譜儀[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1999年10期

7 劉良云,相里斌,楊建峰,李英才;計(jì)算層析成像光譜儀的仿真研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2000年06期

8 李全臣;蔣月娟;;成像光譜儀的發(fā)展[J];光譜儀器與分析;2000年01期

9 劉良云,袁艷,相里斌,李英才;高通量層析成像光譜儀的仿真研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2001年02期

10 鄭玉權(quán),禹秉熙;成像光譜儀分光技術(shù)概覽[J];遙感學(xué)報(bào);2002年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬智宏;王秋平;朱大洲;黃文江;王北洪;周全;;自主研發(fā)的成像光譜儀應(yīng)用及建模初探[A];全國(guó)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

2 惲才興;韓震;;航空成像光譜儀在海岸帶的應(yīng)用試驗(yàn)[A];成像光譜技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2002年

3 周全;吳剛;王秋平;石春;佟亞軍;馬智宏;;高分辨率推掃式成像光譜儀的設(shè)計(jì)及其田野應(yīng)用[A];第二十九屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2010年

4 王淑榮;李福田;;全球二氧化碳分布監(jiān)測(cè)儀發(fā)展現(xiàn)狀與建議[A];全國(guó)國(guó)土資源與環(huán)境遙感應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

5 張淳民;相里斌;趙葆常;袁艷;;偏振成像光譜儀中偏振化取向的允差偏角(英文)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

6 胥學(xué)榮;危峻;;可編程寬視場(chǎng)成像光譜儀[A];第六屆成像光譜技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)文集[C];2006年

7 馬吉蘋;鄭肇葆;童慶禧;鄭蘭芬;;成像光譜儀影像條紋噪聲檢測(cè)和平滑[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

8 董珊;陳四海;向思樺;王明;賴建軍;易新建;;分視場(chǎng)成像光譜儀[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（B 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專題）[C];2006年

9 趙慧潔;陶東興;賈國(guó)瑞;;月球車載成像光譜儀成像數(shù)據(jù)仿真及應(yīng)用[A];第十屆全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

10 胥學(xué)榮;鄭列華;危峻;;推掃式寬視場(chǎng)成像光譜儀[A];2006年全國(guó)光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（B 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專題）[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 魏景云 張海東 蔡淑英;風(fēng)云三號(hào)成像光譜儀預(yù)研通過評(píng)估[N];中國(guó)氣象報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王文叢;中波紅外傅里葉變換成像光譜儀理論分析與光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

2 孫佳音;基于Dyson結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)波紅外高光譜成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2016年

3 王宏博;推掃式可見光／近紅外成像光譜儀的在軌光譜定標(biāo)與偏振校正技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

4 張春雷;成像光譜儀光譜輻射定標(biāo)新方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

5 汪逸群;成像光譜儀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2013年

6 程欣;大視場(chǎng)光纖成像光譜儀光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

7 劉玉娟;基于同心光學(xué)系統(tǒng)的新型成像光譜儀研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

8 宋昕;紫外臨邊成像光譜儀的熱控制技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

9 楊增鵬;棱鏡—光柵型高光譜成像光譜儀優(yōu)化設(shè)計(jì)及集成技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2015年

10 于磊;空間電離層高層大氣遙感天底—臨邊成像光譜儀研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 盛方梁;太陽極紫外無縫成像光譜儀反演算法研究[D];中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心;2016年

2 劉青函;超寬視場(chǎng)成像光譜儀前置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];蘇州大學(xué);2016年

3 趙振理;層析成像光譜儀的復(fù)原算法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2004年

4 張文喜;成像光譜儀信噪比研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

5 孫寶朋;組件透射式成像光譜儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2014年

6 費(fèi)菲;星載成像光譜儀全鏈路建模仿真[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 蘇麗娟;成像光譜儀分光技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

8 劉子寒;長(zhǎng)波紅外成像光譜儀的設(shè)計(jì)與研究[D];蘇州大學(xué);2013年

9 田志強(qiáng);單光子時(shí)間分辨成像光譜儀中光路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

10 馬箏;成像光譜儀的時(shí)空配準(zhǔn)技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：868796