350mm口径复消色差平行光管光学系统设计
发布时间：2021-06-25 07:06
平行光管是进行光电设备标定、光学系统检校的重要设备,也是光学度量仪器中的重要成员。其主要用来产生平行光,模拟一个无穷远的目标。本文结合项目具体需求,需室内检测坦克光电测试设备在某种工况下瞄准线的稳定精度、稳定器的稳定精度等,利用平行光管提供模拟目标源。作为陆军光电标准测试设备,其光学系统参数为:口径50mm,焦距400mm,全视场角2～4°,需对炮长瞄准镜及车长瞄准镜同时进行标校,限于测试场所及环境条件限制,满足要求的标校用无穷远目标专用设备较少,需研制针对特殊需求的用来提供无穷远模拟目标的高精度光学系统。针对本项目的设计要求,需要设计一款口径D=350mm,焦距f=1.5-3.5m,视场2ω>3°,工作波段为400-700nm的透射式复消色差平行光管。为解决该问题,拟从以下两个方面进行研究及设计:（1）结合双高斯光学系统结构特点,选用双高斯透镜组作为光学系统初始结构,合理利用操作数,首先校正7种初级像差;结合大口径光学系统像差理论以及衍射透镜特性,在初始结构基础上将透镜标准面逐步替换为二元衍射面,设计了一款全视场角为5.6°...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二级光谱校正器
第1章绪论31.2所示为液体-玻璃组合透镜，图1.3所示为桂林电子科技大学杨骛设计的固-液混合型复消色差光学系统结构图。图1.2液体-玻璃组合透镜图1.3固-液混合型复消色差光学系统结构图(3)采用反射式、折反式结构避免色差产生由于色差产生的主要原因是同一透镜对不同波长光的折射率不同，所以造成不同波长光经过光学系统后在轴上焦点不同，所以为了避免色差产生，一般的大口径复消色差光学系统的设计均采用反射式、折反射式结构形式[10,11]。在折反射式系统中，系统的光焦度几乎都由反射面产生，所以折反射式系统中二级光谱值很小，不会对成像质量造成显著影响，可以忽略，另外折反射系统的光学结构比折射式系统简单。虽然折反射系统避免了色差的产生，但是这种光学系统最大的缺点就是存在中心遮拦，这不仅会造成光通量的损失，而且会降低系统衍射MTF值。如图1.4所示为红外波段卡塞格林折反射系统，图1.5为该系统的MTF曲线图，由图1.5可知，该系统整体的MTF值虽然接近衍射极限，但边缘视场的衍射MTF值比较低，因为边缘视场衍射MTF值主要受系统中心遮拦的影响，同时也会受到系统产生渐晕的影响，且渐晕主要是由拦光造成的。同时，折反射系统反射面的加工精度比普通折射面的大约要
第1章绪论31.2所示为液体-玻璃组合透镜，图1.3所示为桂林电子科技大学杨骛设计的固-液混合型复消色差光学系统结构图。图1.2液体-玻璃组合透镜图1.3固-液混合型复消色差光学系统结构图(3)采用反射式、折反式结构避免色差产生由于色差产生的主要原因是同一透镜对不同波长光的折射率不同，所以造成不同波长光经过光学系统后在轴上焦点不同，所以为了避免色差产生，一般的大口径复消色差光学系统的设计均采用反射式、折反射式结构形式[10,11]。在折反射式系统中，系统的光焦度几乎都由反射面产生，所以折反射式系统中二级光谱值很小，不会对成像质量造成显著影响，可以忽略，另外折反射系统的光学结构比折射式系统简单。虽然折反射系统避免了色差的产生，但是这种光学系统最大的缺点就是存在中心遮拦，这不仅会造成光通量的损失，而且会降低系统衍射MTF值。如图1.4所示为红外波段卡塞格林折反射系统，图1.5为该系统的MTF曲线图，由图1.5可知，该系统整体的MTF值虽然接近衍射极限，但边缘视场的衍射MTF值比较低，因为边缘视场衍射MTF值主要受系统中心遮拦的影响，同时也会受到系统产生渐晕的影响，且渐晕主要是由拦光造成的。同时，折反射系统反射面的加工精度比普通折射面的大约要
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽光谱共焦复消色差物镜光学系统设计[J]. 葛琳琳,王世先,张瑞,闫学纯,杨亚林. 光学与光电技术. 2019(06)
[2]大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制[J]. 陈醒,胡春晖,颜昌翔,孔德成. 中国光学. 2019(03)
[3]多光谱多光轴平行性检测方案设计与误差分析[J]. 黄富瑜,李刚,史云胜,张晓良,邹昌帆,禹烨. 光电工程. 2019(02)
[4]用于产品真空定标测试的平行光管设计[J]. 陈刚义,马蕾,孙永雪,陈丽,徐骏. 强度与环境. 2019(01)
[5]大口径空间相机波前像差拟合与校正研究[J]. 粘伟,李博,刘兆军,苏云. 光学与光电技术. 2018(06)
[6]基于双五棱镜组件的大间距光轴平行性检测方法[J]. 张磊,邱伟,张凯. 红外与激光工程. 2018(07)
[7]宽波段光学系统三级光谱的校正方法[J]. 王靖锋,崔庆丰. 光学学报. 2018(11)
[8]可见近红外宽波段复消色差高光谱物镜设计[J]. 桂立,丁学专,赵航斌,郝世菁,姚金军,刘银年. 激光与红外. 2018(03)
[9]观瞄系统光轴平行性原位检测的光学系统设计[J]. 易瑔,王林森,杨建昌,罗天峰,孙先知. 光学技术. 2018(01)
[10]“测定玻璃的折射率”实验的改进[J]. 李学,钱莉莉,丁庆红. 实验教学与仪器. 2018(01)
硕士论文
[1]成像光学系统杂散光系数分析与计算[D]. 孙林.长春理工大学 2019
[2]大口径宽波段薄膜衍射成像系统设计[D]. 胡佳盛.哈尔滨工业大学 2018
[3]长焦距变焦镜头的温度分析及补偿[D]. 瞿伟.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]消色差与复消色差平场线性成像物镜的设计[D]. 江虹.福建师范大学 2014
[5]大口径平行光管结构优化设计[D]. 崔兆龙.长春理工大学 2013
[6]大口径平行光管光学系统设计[D]. 王路.长春理工大学 2012
[7]大口径长焦距平行光管光学系统设计[D]. 吕保斌.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
本文编号：3248752
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二级光谱校正器
第1章绪论31.2所示为液体-玻璃组合透镜，图1.3所示为桂林电子科技大学杨骛设计的固-液混合型复消色差光学系统结构图。图1.2液体-玻璃组合透镜图1.3固-液混合型复消色差光学系统结构图(3)采用反射式、折反式结构避免色差产生由于色差产生的主要原因是同一透镜对不同波长光的折射率不同，所以造成不同波长光经过光学系统后在轴上焦点不同，所以为了避免色差产生，一般的大口径复消色差光学系统的设计均采用反射式、折反射式结构形式[10,11]。在折反射式系统中，系统的光焦度几乎都由反射面产生，所以折反射式系统中二级光谱值很小，不会对成像质量造成显著影响，可以忽略，另外折反射系统的光学结构比折射式系统简单。虽然折反射系统避免了色差的产生，但是这种光学系统最大的缺点就是存在中心遮拦，这不仅会造成光通量的损失，而且会降低系统衍射MTF值。如图1.4所示为红外波段卡塞格林折反射系统，图1.5为该系统的MTF曲线图，由图1.5可知，该系统整体的MTF值虽然接近衍射极限，但边缘视场的衍射MTF值比较低，因为边缘视场衍射MTF值主要受系统中心遮拦的影响，同时也会受到系统产生渐晕的影响，且渐晕主要是由拦光造成的。同时，折反射系统反射面的加工精度比普通折射面的大约要
第1章绪论31.2所示为液体-玻璃组合透镜，图1.3所示为桂林电子科技大学杨骛设计的固-液混合型复消色差光学系统结构图。图1.2液体-玻璃组合透镜图1.3固-液混合型复消色差光学系统结构图(3)采用反射式、折反式结构避免色差产生由于色差产生的主要原因是同一透镜对不同波长光的折射率不同，所以造成不同波长光经过光学系统后在轴上焦点不同，所以为了避免色差产生，一般的大口径复消色差光学系统的设计均采用反射式、折反射式结构形式[10,11]。在折反射式系统中，系统的光焦度几乎都由反射面产生，所以折反射式系统中二级光谱值很小，不会对成像质量造成显著影响，可以忽略，另外折反射系统的光学结构比折射式系统简单。虽然折反射系统避免了色差的产生，但是这种光学系统最大的缺点就是存在中心遮拦，这不仅会造成光通量的损失，而且会降低系统衍射MTF值。如图1.4所示为红外波段卡塞格林折反射系统，图1.5为该系统的MTF曲线图，由图1.5可知，该系统整体的MTF值虽然接近衍射极限，但边缘视场的衍射MTF值比较低，因为边缘视场衍射MTF值主要受系统中心遮拦的影响，同时也会受到系统产生渐晕的影响，且渐晕主要是由拦光造成的。同时，折反射系统反射面的加工精度比普通折射面的大约要
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽光谱共焦复消色差物镜光学系统设计[J]. 葛琳琳,王世先,张瑞,闫学纯,杨亚林. 光学与光电技术. 2019(06)
[2]大视场空间可见光相机的杂散光分析与抑制[J]. 陈醒,胡春晖,颜昌翔,孔德成. 中国光学. 2019(03)
[3]多光谱多光轴平行性检测方案设计与误差分析[J]. 黄富瑜,李刚,史云胜,张晓良,邹昌帆,禹烨. 光电工程. 2019(02)
[4]用于产品真空定标测试的平行光管设计[J]. 陈刚义,马蕾,孙永雪,陈丽,徐骏. 强度与环境. 2019(01)
[5]大口径空间相机波前像差拟合与校正研究[J]. 粘伟,李博,刘兆军,苏云. 光学与光电技术. 2018(06)
[6]基于双五棱镜组件的大间距光轴平行性检测方法[J]. 张磊,邱伟,张凯. 红外与激光工程. 2018(07)
[7]宽波段光学系统三级光谱的校正方法[J]. 王靖锋,崔庆丰. 光学学报. 2018(11)
[8]可见近红外宽波段复消色差高光谱物镜设计[J]. 桂立,丁学专,赵航斌,郝世菁,姚金军,刘银年. 激光与红外. 2018(03)
[9]观瞄系统光轴平行性原位检测的光学系统设计[J]. 易瑔,王林森,杨建昌,罗天峰,孙先知. 光学技术. 2018(01)
[10]“测定玻璃的折射率”实验的改进[J]. 李学,钱莉莉,丁庆红. 实验教学与仪器. 2018(01)
硕士论文
[1]成像光学系统杂散光系数分析与计算[D]. 孙林.长春理工大学 2019
[2]大口径宽波段薄膜衍射成像系统设计[D]. 胡佳盛.哈尔滨工业大学 2018
[3]长焦距变焦镜头的温度分析及补偿[D]. 瞿伟.中国科学院研究生院(光电技术研究所) 2016
[4]消色差与复消色差平场线性成像物镜的设计[D]. 江虹.福建师范大学 2014
[5]大口径平行光管结构优化设计[D]. 崔兆龙.长春理工大学 2013
[6]大口径平行光管光学系统设计[D]. 王路.长春理工大学 2012
[7]大口径长焦距平行光管光学系统设计[D]. 吕保斌.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
本文编号：3248752
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3248752.html
