基于Zernike矢量多项式的离轴反射系统装调技术研究

发布时间：2021-08-05 23:50

　　无中心遮拦的离轴反射式光学系统具有能量集中度高、分辨率高、视场大等优势,在空间和航空遥感领域得到越来越广泛地应用。然而,非旋转对称的结构布局给离轴反射系统的装调带来了很大的难度,传统的依赖于人工经验的装调方法已经很难满足其位置公差要求,必须采用计算机辅助装调技术才能实现高精度装调。计算机辅助装调技术的关键在于对失调量进行精确求解,现有的失调量求解方法主要有数值化和解析化两类。数值化方法依赖于数学近似和优化迭代,失调量的求解精度受限于模型和优化算法的精度。解析化方法从像差理论的角度构建了解析化的失调量求解模型,理论上可实现失调量的精确求解,但是其模型比较复杂,应用范围受限。本文在深入研究离轴系统失调像差特性的基础上,通过构建Zernike矢量多项式,提出一种结合数值化方法和解析化方法优势的失调量求解方法,并将其应用于离轴三反系统的实际装调,具体研究工作如下:1、基于矢量像差理论,对离轴反射系统的失调像差特性进行了研究。在同轴系统矢量像差表达式的基础上,通过光瞳矢量的坐标变换,推导了离轴反射系统的矢量像差表达式,总结了光阑离轴的像差项转换规则,分析了光阑离轴以及元件的偏心、倾斜和平移失调对... 

【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】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

反射式光学系统

第1章绪论3束路径内反射镜之间都不存在相互遮挡，这也意味着在相同的体积约束下能够实现更大的有效口径，并且也避免了边缘散射效应，系统具有更高的能量集中度和动态范围，更能满足高分辨率极限探测需求。离轴反射系统在地基、空基和天基遥感探测领域都有着广泛应用。在地基探测领域，有著名的SOLARC望远镜[5]（Scatter-freeObservatoryforLimActiveRegionsandCoronae，如图1.3（a）所示）和新太阳望远镜（NewSolarTelescope，NST，如图1.3（b）所示）[6]。（a）SOLARC（b）NST图1.3地基离轴望远镜Figure1.3Ground-basedoff-axistelescope在天基应用领域，许多高分辨率对地遥感侦察卫星都采用了离轴反射系统。例如美国DigitalGlobe公司的QuickBird-2[7,8]以及后续的WorldView-1[9]卫星（图1.4）上都搭载了由Ball公司研发的高分辨率离轴三反相机（BHRC-60）。此外，NASA研制的EO-1ALI[10,11,12]和LandSat-8[13]都搭载了离轴三反空间相机。（a）QuickBird-2（b）WorldView-1图1.4对地侦查卫星Figure1.4Reconnaissancesatellite

对地


本文编号：3324667