光电对抗平台变焦镜头被动消热差结构设计与光机热集成分析

发布时间：2021-10-21 11:44

　　对空基光电对抗平台可见光变焦镜头进行了光机结构设计以及被动消热差设计,依据-20～50℃的工作温度指标要求,对变焦镜头进行光机热集成分析。用Patran软件对镜头加载温度应力,计算光机结构的热弹性变形,用Nastran软件解算热变形后各光学元件镜面节点的刚体位移。用Sigfit光机接口软件分析变形后每个透镜表面的Zernike系数,将结果导入Zemax中,预判镜片面型变化以及刚体位移变化对调制传递函数（MTF）与波前差的影响。实验结果表明,在-20～50℃的温度载荷下,后固定组的最大轴向位移可达6.107×10^-3 mm,严重影响了成像质量。通过挠性压圈实现轴向位移可控消热差设计,以减小温度载荷带来的影响。光机热集成分析表明,温度载荷下光学系统的MTF均大于0.3,满足技术指标要求。最后通过温度可靠性实验测试了变焦镜头的温度适应能力以及光机热集成分析的准确性,提供了一套高效、准确、适用范围广的光机热集成分析流程。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(13)北大核心CSCD

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【部分图文】：

变焦光学系统示意图。（a)EFFL为19mm;(b)EFFL为35mm;(c)EFFL为50mm;(d)EFFL为100mm

图1 变焦光学系统示意图。（a)EFFL为19mm;(b)EFFL为35mm;(c)EFFL为50mm;(d)EFFL为100mm2.2 变焦镜头的机械结构

变焦镜头为机械补偿变焦距系统，其光学结构由前固定组、变焦组和补偿组、后固定组构成[8]，其结构如图3所示。由于补偿组的光轴位移量具有非线性特征，因此用精密机械凸轮沿周向旋转驱动变倍组和补偿组，实现沿轴的直线移动，保证变倍组和补偿组实现周向线性同步运动，使变焦过程中像面位置保持一定。3 空基变焦镜头的光机热集成分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]透射式红外光学系统光机热集成分析方法的研究[J]. 韩旭,张健,高天元,张润泽.  红外技术. 2018(12)
[2]基于Zernike多项式光滑优化的均匀方斑透镜设计[J]. 张航,陆建东,刘锐,马佩服.  激光与光电子学进展. 2018(10)
[3]离焦位置任意波长透射波前Zernike系数算法研究[J]. 张齐元,韩森,唐寿鸿,王全召,姜志华.  光子学报. 2018(07)
[4]激光照射稳定性检测系统集成分析[J]. 边吉,高天元,韩旭,高懿冰.  激光与光电子学进展. 2018(05)
[5]高分辨率空间视频相机热敏感性分析[J]. 李凯,安源,李宗轩,孔林,郭骏立.  激光与光电子学进展. 2015(12)
[6]光电平台变焦镜头光机结构设计及热光学分析[J]. 柳鸣,张国玉,耿树彬,肖作江,韩旭.  光学学报. 2015(08)
[7]光致热效应的光机热集成分析方法[J]. 陈驰,董亭亭,潘海俊.  光学与光电技术. 2015(03)
[8]长焦距航空遥感器过载载荷下的光机集成分析[J]. 徐钰蕾,田海英,刘剑.  激光与光电子学进展. 2014(08)
[9]光机结构的轴向一致性可控方法研究[J]. 孙向阳,张国玉,段洁.  中国激光. 2012(01)
[10]大型激光装置光学元件的稳定性设计[J]. 谢娜,周海,张军伟,林东晖,陈良明.  光学精密工程. 2009(10)



本文编号：3448912