大口径空间光学系统检测方法研究

发布时间：2017-03-30 02:13

  本文关键词：大口径空间光学系统检测方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着光学制造技术和数字出图像处理技术以及计算机软件和硬件的进步，空间光学技术也在快速的发展。如今人们对于空间相机的光能收集能力和分辨能力的要求日益增长，而对于相机的覆盖范围要求也越来越高。因此需要大口径的空间光学系统，以满足航天领域及军事科技的需求。制造大口径的空间相机则需要对光学加工手段和高精度检测技术进行改进。在实验室中普遍应用的检测空间光学系统的方法有利用干涉仪对系统进行自准检测和使用平行光管进行检测等。针对封装完成的成像系统，一般采用平行光管进行成像质量检测。因为空间光学系统在太空中运作时基本不可能被维修和调整，所以在系统被发射之前进行最后的检测显得尤为重要。对于大口径的空间光学系统来说，制造相应口径的平行光管本身就需要较高的成本而且也非常困难，同时若是在外场检测，对于大口径平行光管的移动也是难以实现的。因此对于大口径光学系统的检测，迫切需要新的方法来实现。 本论文中提出了一种新的比较简单且易于实现的检测大口径空间光学成像系统的方法。该检测方法通过使用非相干光照明光学系统焦面上的内置目标，使得待测系统自身产生检测所需的大口径平行光，同时利用外部的平面镜将出射光反射回待测系统，从而代替平行光管实现对系统的检测。系统信息为通过相机采集目标的像得到，，而系统波像差是使用相位差异算法对采集图像进行数据处理后得出的。 本论文的主要研究内容分为以下几个方面： 1、基于小孔在光学系统焦点处发出球面波，经过系统内部反射后会形成出射平行光的原理，提出一种新的检测大口径光学系统的方法。在具体实施方案中使用目标代替小孔。采用相位差异技术作为数据处理方法，从所采集的图像中计算系统的波像差。 2、分析检测方法的可行性。对检测方法进行理论误差分析，确定检测方法的可行性及适用范围。 3、通过计算机仿真，结合相位差异技术，对整个检测建立仿真模型并进行模拟实验，同时实现对实验结果的数据处理。从而判定检测方法的正确性。 4、设计实验方案，并搭建实验平台。使用目标小孔与平面镜检测实际空间相机。优化实验方法，解决实际检测过程中的精确装调问题。分析实验结果，验证检测方法的准确性和在工程上的实用性。
【关键词】：空间相机 光学系统 成像系统 光学检测 相位差异
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 光学系统检测技术简介12-24
• 1.3 本课题的研究目的及意义24-25
• 1.4 本论文的主要研究内容及结构安排25-27
• 第2章 自发平行光检测光学系统基本原理27-43
• 2.1 基本检测原理27-36
• 2.2 数据处理方法36-41
• 2.3 系统波像差计算方法41-43
• 第3章 检测方法的检测能力分析43-53
• 3.1 概述43
• 3.2 检测方法的精度分析43-44
• 3.3 检测方法的局限性44-50
• 3.4 本章总结50-53
• 第4章 仿真与实验研究53-67
• 4.1 检测方法的计算机仿真53-55
• 4.2 实验方案设计55-58
• 4.3 实验装调58-62
• 4.4 实验结果与分析62-67
• 第5章 总结与展望67-69
• 5.1 论文的主要研究内容及结论67
• 5.2 论文的创新点67-68
• 5.3 工作展望68-69
• 参考文献69-75
• 在学期间学术成果情况75-76
• 指导教师及作者简介76-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：275984