灵巧型可见光/红外多波段共口径光学系统研究

发布时间：2021-04-19 00:55

　　近年来，多场高技术局部战争结果都表明航空侦察平台在获取战场情报以及提升作战部队战场态势感知能力等方面具有重要作用。目前，高分辨率的全天候空中侦察平台的研制在国外已经取得重大突破并已得到了实际应用。相对而言，国内的航空侦察平台在总体性能上还很落后，这是因为我国现有侦查系统的框架结构较大，所用材料性能较差以及光学小型化设计和加工制造水平较低。目前应用较为广泛的是具有全天候侦察能力的可见/红外航空侦察平台。因其优异的侦查能力，各国都竞相提高给航空相机的性能，并已有多种形式的该种航空相机得到了实际应用，在航空侦察中发挥了不可替代的实用价值。本文针对课题研究提出并设计了一种可实现可见/红外多波段成像光学系统的新方案。该光学系统不但能做到多波段成像，全天候侦查，获取精确、全面的目标信息,同时也兼备了多焦距探测，短焦实现范围广、快速搜索,长焦进行精确观察，能对目标进行不间断观测。在分析总结三种主要形式的光学系统的优缺点适应性的基础上，最后确定共口径部分用离轴三反系统将多波段光引入光学系统，在其后放置二向色分光镜，透射可见光波段，对红外光波段反射，分别引入各自后续透射通道成像。可见光通道为连续变焦结构... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1两种形式的两镜反射系统：(a)卡塞格林系统，(b)格里高利系统

2.3 设计方案确定 结合以上各种形式的光学系统优缺点和本课题所设计光学系统的特点，最后决定采用的设计方案如图2-2所示，共口径部分采用离轴三反光学结构。离轴三反系统分别与后置可见光通道和红外通道实现1200和400mm长焦距成像。撤离共口径部分后置可见光通道实现50mm~300mm连续变焦成像，后置红外通道实现50mm-150mm双视场成像。可见光实现高分辨成像，红外双波段获取目标两个波段的信息，抑制背景干扰信息，降低虚警率，大小视场实现对目标的大视场搜索小视场跟踪。可以广泛应用到各种武器平台，如机载侦察系统和导弹火控系统等。对于红外双波段光学系统，为了消色差，将引入目前在红外系统设计里运用较多的衍射原件，从而可以有效地提高像质，减小系统体积。图2-2 光学系统结构示意图

第 3 章 光学系统设计3.1 离轴三反系统结构3.1.1 初始结构计算首先设计计算共轴三反光学系统的作初始结构，对同轴三反系统进行离轴计，离轴的形式有光阑离轴、视场离轴或镜面倾斜得到的非对称光学系统。通离轴消除中心遮拦问题。利用几何光学和像差理论在同轴情况下计算反射镜各的半径、间距和圆锥系数等光学系统外形参数，离轴系统和同轴系统的的光学论基础一样，都是通过参数设计消除三级像差[17-19]。图 3-1 表示出了同轴三反式光学系统光路结构以及主要参数的物理定义如。图 3-1 中数据的正负根据光设计符号规定表示，自左向右为正，反之则为负。

【参考文献】：
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硕士论文
[1]可见/红外双波段航空光电侦察平台光学系统设计[D]. 晏蕾.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2010



本文编号：3146506