红外大视场折反周视预警光学系统研究

发布时间：2017-04-14 14:14

  本文关键词：红外大视场折反周视预警光学系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代技术的发展，特别是信息技术的迅速发展，红外预警探测系统所起作用越来越大。红外光学系统在整个系统的最前端，相当于系统的眼睛，是红外预警系统最重要的部分，它的主要任务就是将目标和背景发出的红外辐射聚集到系统的探测面上。随着科技的发展，探测器器件层出不穷，所以对一些红外探测系统的要求也逐渐提高，这就对红外光学系统的优化设计和性能也提出了更高的要求。红外光学系统设计应该包括外型尺寸的设计和消杂光结构的设计。对于高精度的红外预警系统，光学系统杂散光的分析是系统完成任务的关键之一。 本文针对某红外预警系统设计出一种红外大视场折反周视预警光学系统，并且对该系统展开杂散光的分析。本文第一部分内容根据系统的技术指标选择合适的初始结构，该系统设计基础仍然是两镜系统，但是两镜系统的有效视场比较小，为了克服这一难点，设计时将系统的主次镜都设计成曼金镜，这种方法避免了高次非球面的使用，降低了加工难度，，系统的初始结构直接输入光学系统设计软件ZEMAX中，设置一定的约束函数，使系统自动优化，节约了大量的时间。本文的第二部分内容主要是对所设计的大视场红外折返光学系统进行消杂光设计。这一部分首先介绍了红外光学系统杂散光分的理论知识，重点论述了红外光学系统杂散光的来源以及杂光分析步骤，为下一步该系统的杂散光分析奠定了基础。根据红外光学系统杂散光的定义，指出大视场红外光学系统的杂光来源，并且建立了消杂光结构。在消杂结构中，为了减少内部辐射，遮光罩内部使用反射式挡光环。采用Tracepro软件对系统进行建模、仿真分析，从分析结果来看此红外光学系统的杂散光得到很好的抑制：太阳杂光抑制水平PST可以达到10（-4）～10（-10），内部辐射到达像面杂散光能量量级为10(-8)Ｗ，系统可以实现清晰成像。
【关键词】：红外光学系统 曼金镜 杂散光分析 内部辐射 PST
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 红外预警系统研究的意义8-10
• 1.2 红外预警系统的组成10-11
• 1.3 红外光学系统11
• 1.4 本论文所要做的工作11-14
• 第二章 红外大视场折反周视预警光学系统设计14-39
• 2.1 折反两镜光学系统的理论基础14-28
• 2.1.1 旋转轴对称非球面方程14-17
• 2.1.2 二次曲线与法线有关的重要光学性质17-18
• 2.1.3 折反两镜系统的一般结构形式18-19
• 2.1.4 折反两镜系统单色像差公式19-22
• 2.1.5 常用的两镜系统22-25
• 2.1.6 曼金镜25-28
• 2.2 红外大视场折反周视光学系统设计28-37
• 2.2.1 光学系统设计的一般步骤28-30
• 2.2.2 红外大视场折反周视光学系统初始结构的计算30-36
• 2.2.3 光学系统作用距离36-37
• 2.3 本章总结37-39
• 第三章 红外光学系统杂散光分析的理论基础39-57
• 3.1 红外光学系统杂散光分析的意义39-40
• 3.2 红外光学系统杂散光分析的理论基础40-50
• 3.2.1 辐射量的基本概念40-42
• 3.2.2 双向散射分布函数42-47
• 3.2.3 能量传输的基本方程47-48
• 3.2.4 点源透射比 PST48
• 3.2.5 杂散光常用的计算方法48-50
• 3.3 红外光学系统杂散光的来源以及杂光分析步骤50-52
• 3.3.1 红外光学系统杂散光的来源50-51
• 3.3.2 红外光学系统杂散光的分析步骤51-52
• 3.4 红外光学系统抑制杂散光的方法52-56
• 3.4.1 用光阑组合的方法抑制杂散光53-54
• 3.4.2 挡光环抑制杂散光结构54-55
• 3.4.3 采用消杂光漆消杂散光55
• 3.4.4 温栏和冷光阑的匹配55-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 红外大视场折反周视预警光学系统杂散光分析57-72
• 4.1 红外大视场折返周视预警光学系统杂散光的抑制57-63
• 4.1.1 光学系统内遮光罩的设计57-58
• 4.1.2 光学系统外遮光罩的设计58-59
• 4.1.3 光学系统挡光环的设计59-63
• 4.2 应用杂散光分析软件对系统杂散光的分析步骤63-64
• 4.3 系统自身热辐射的分析64-65
• 4.4 太阳杂散光的分析65-71
• 4.4.1 确定系统散射表面65-67
• 4.4.2 设置系统的重点采样面67-68
• 4.4.3 系统消杂光能力的评价68-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 参考文献74-77
• 硕士期间文章发表目录77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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中国硕士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：306168