五棱镜角度制造误差对转向角的影响
发布时间：2022-02-15 05:09
工程中计算五棱镜角度制造误差对出射光线转向角影响的方法有很多,但计算精度都存在不足。为了推导出一种计算结果恒为真值的方法,文章对几种常规方法进行了研究分析,并以解析几何为基础,代入符号规则,推导出了一种计算角度制造误差影响的新方法。将该方法和其他方法的计算精度进行了对比分析,结果表明:五棱镜的出射光线转角误差仅由五棱镜的90°角制造误差、45°角制造误差以及光线入射角I决定,与两个112.5°角的制造误差无关;出射光线转角误差的大小主要取决于五棱镜的角度制造误差,与光线入射角的关系不大。新方法不受光线入射角以及角度制造误差变化的影响,具有一定的实际工程应用价值。
【文章来源】：航天返回与遥感. 2020,41(03)CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
理想五棱镜主截面示意
的存在，将改变五棱镜的光线恒转特性，直接影响五棱镜的工程应用结果，故有必要对其影响进行计算以修正测试数据。1.1理论求解方法[11-12]五棱镜光线追迹法是一种以矢量折反射定律作为理论基础来求解光线转角误差的方法，也是公认的理论求解方法，其结果可作为真值用于评价其他方法的计算精度。设存在角度制造误差的五棱镜为ABCDE—A′B′C′D′E′，其共有4个工作面，按照与光线接触的先后顺序分别设为14P~P，各工作面的法向量分别设为14N~N。以点A为坐标原点，1P为YOZ面，ABCDE面为XOY面建立如图2所示的空间直角坐标系。由图2可知，光线被4个工作面分成了5部分，按照先后顺序分别设各光线的单位方向向量为,(),iiiiRmnp，其中i(1,2,3,4,5)，,,iiimnp分别为iR正向与X、Y、Z坐标图1理想五棱镜主截面示意Fig.1Sketchofprincipalsectionforidealpentaprism图2五棱镜作用光路Fig.2Lightpathmapofpentaprism
第3期温中凯等:五棱镜角度制造误差对转向角的影响97（a）14I0、I0组合（b）14I0、I≤0组合（a）Thecombinationof1I0and4I0（b）Thecombinationof1I0and4I≤0（c）14I≤0、I0组合（d）14I≤0、I≤0组合（c）Thecombinationof1I≤0and4I0（d）Thecombinationof1I≤0and4I≤0图6五棱镜几何光路示意Fig.6Thediagramofpentaprismgeometriclightpath过点J作P3面的法线NJ交NG于点K，同理分析得光线在该面上的反射角3I为3452I(45I)（12）过点L作P4面的法线NL交NJ于点M，同理分析得光线在该面上的入射角4I为490322.5EII（13）对P4面应用折射定律有44nsinIsinI，延长R1与R5交于点N，则R1顺时针转到R5即为光线的折转角β，且有901490II（14）又知90450EB，则光线转角误差为90，即909045sinarcsinsin2arcsinIInn（15）
【参考文献】：
期刊论文
[1]五棱镜垂直度误差对转向角的影响分析[J]. 温中凯,雷文平,黄颖. 航天返回与遥感. 2019(01)
[2]基于五棱镜扫描法的波前系统研究[J]. 刘齐卉芝,何勇. 光学仪器. 2017(02)
[3]分离式方位角垂直传递装置校准方法研究[J]. 吴延军,张忠武,张俊杰,李永刚. 宇航计测技术. 2015(02)
[4]五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析[J]. 戚二辉,罗霄,李明,郑立功,张学军. 红外与激光工程. 2015(02)
[5]差分五棱镜扫描法在波前检测中的应用[J]. 汤兆鑫,黄玮,许伟才,刘立峰,徐象如. 中国光学. 2014(06)
[6]基于五棱镜的大型平行光管焦面监测技术及误差修正方法[J]. 李响,张晓辉. 红外与激光工程. 2014(07)
[7]折转光管装校方法研究与误差分析[J]. 张晖,渠婉婉,何佳融,闫钰锋. 长春理工大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]大口径平行光管实时检焦系统[J]. 李响,张晓辉. 光电工程. 2012(07)
[9]大口径光学平面镜面形检测系统初步研究[J]. 范勇,陈念年,张劲峰,杨程. 计算机测量与控制. 2010(04)
[10]五棱镜扫描法检测大口径近红外干涉仪准直波前[J]. 刘兆栋,于丽娜,韩志刚,陈磊. 中国激光. 2010(04)
本文编号：3625980
【文章来源】：航天返回与遥感. 2020,41(03)CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
理想五棱镜主截面示意
的存在，将改变五棱镜的光线恒转特性，直接影响五棱镜的工程应用结果，故有必要对其影响进行计算以修正测试数据。1.1理论求解方法[11-12]五棱镜光线追迹法是一种以矢量折反射定律作为理论基础来求解光线转角误差的方法，也是公认的理论求解方法，其结果可作为真值用于评价其他方法的计算精度。设存在角度制造误差的五棱镜为ABCDE—A′B′C′D′E′，其共有4个工作面，按照与光线接触的先后顺序分别设为14P~P，各工作面的法向量分别设为14N~N。以点A为坐标原点，1P为YOZ面，ABCDE面为XOY面建立如图2所示的空间直角坐标系。由图2可知，光线被4个工作面分成了5部分，按照先后顺序分别设各光线的单位方向向量为,(),iiiiRmnp，其中i(1,2,3,4,5)，,,iiimnp分别为iR正向与X、Y、Z坐标图1理想五棱镜主截面示意Fig.1Sketchofprincipalsectionforidealpentaprism图2五棱镜作用光路Fig.2Lightpathmapofpentaprism
第3期温中凯等:五棱镜角度制造误差对转向角的影响97（a）14I0、I0组合（b）14I0、I≤0组合（a）Thecombinationof1I0and4I0（b）Thecombinationof1I0and4I≤0（c）14I≤0、I0组合（d）14I≤0、I≤0组合（c）Thecombinationof1I≤0and4I0（d）Thecombinationof1I≤0and4I≤0图6五棱镜几何光路示意Fig.6Thediagramofpentaprismgeometriclightpath过点J作P3面的法线NJ交NG于点K，同理分析得光线在该面上的反射角3I为3452I(45I)（12）过点L作P4面的法线NL交NJ于点M，同理分析得光线在该面上的入射角4I为490322.5EII（13）对P4面应用折射定律有44nsinIsinI，延长R1与R5交于点N，则R1顺时针转到R5即为光线的折转角β，且有901490II（14）又知90450EB，则光线转角误差为90，即909045sinarcsinsin2arcsinIInn（15）
【参考文献】：
期刊论文
[1]五棱镜垂直度误差对转向角的影响分析[J]. 温中凯,雷文平,黄颖. 航天返回与遥感. 2019(01)
[2]基于五棱镜扫描法的波前系统研究[J]. 刘齐卉芝,何勇. 光学仪器. 2017(02)
[3]分离式方位角垂直传递装置校准方法研究[J]. 吴延军,张忠武,张俊杰,李永刚. 宇航计测技术. 2015(02)
[4]五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析[J]. 戚二辉,罗霄,李明,郑立功,张学军. 红外与激光工程. 2015(02)
[5]差分五棱镜扫描法在波前检测中的应用[J]. 汤兆鑫,黄玮,许伟才,刘立峰,徐象如. 中国光学. 2014(06)
[6]基于五棱镜的大型平行光管焦面监测技术及误差修正方法[J]. 李响,张晓辉. 红外与激光工程. 2014(07)
[7]折转光管装校方法研究与误差分析[J]. 张晖,渠婉婉,何佳融,闫钰锋. 长春理工大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]大口径平行光管实时检焦系统[J]. 李响,张晓辉. 光电工程. 2012(07)
[9]大口径光学平面镜面形检测系统初步研究[J]. 范勇,陈念年,张劲峰,杨程. 计算机测量与控制. 2010(04)
[10]五棱镜扫描法检测大口径近红外干涉仪准直波前[J]. 刘兆栋,于丽娜,韩志刚,陈磊. 中国激光. 2010(04)
本文编号：3625980
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