地基大口径超高分辨偏振望远光学系统设计

发布时间：2023-05-27 05:33

　　为辨别人造卫星种类,了解目标的意图,进行空间预警和信息对抗,需要对卫星载荷和轨道进行观测。目前国内对卫星观测大部分采用地基光电探测方式,但由于地基光学系统的衍射分辨率低,限制了系统对细节信息的成像能力,且深空背景中目标对比度差因素的影响,无法实现全天时观测。本文提出了将超分辨成像技术和偏振成像技术相结合的方式应用于地基光电探测系统,可在光学系统口径一定的情况下,突破衍射极限,提高成像分辨率,在深空背景下,提高目标对比度,使图像细节更加明显,实现超高分辨、全天时观测的目的。本文针对上述问题,开展研究。首先分析地基大口径光学系统、超分辨成像技术和偏振成像技术的国内外研究现状,然后深入研究了超分辨成像和偏振成像基本理论。基于地基光学系统对卫星的成像指标,确定了设计方案,设计了F数为10,视场为0.052°的共口径超分辨和偏振光学系统,并对各自能量链路和公差进行分析,结果显示,能量满足成像需求,公差分配符合加工和装调需求。超分辨光学系统采用587±10nm波段设计,光学系统的调制传递函数在奈奎斯特频率71lp/mm处接近衍射极限,成像质量满足设计预期。超分辨光学系统针对像差影响超分辨效果的问题...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 地基大口径光学系统研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 小结
    1.3 超分辨成像研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 小结
    1.4 偏振成像研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
        1.4.3 小结
    1.5 论文的主要内容
第2章 超分辨与偏振成像基本理论
    2.1 超分辨成像基本理论
        2.1.1 衍射概念
        2.1.2 超分辨光瞳滤波原理
        2.1.3 光瞳滤波器设计基本理论
    2.2 偏振成像基本理论
        2.2.1 偏振光描述方式
        2.2.2 偏振光表示方法
        2.2.3 偏振成像探测原理
        2.2.4 偏振信息获取方式
    2.3 本章小结
第3章 像差对超分辨的影响
    3.1 位相光瞳滤波器设计
    3.2 Zernike波前像差
        3.2.1 离焦
        3.2.2 像散
        3.2.3 彗差
        3.2.4 球差
    3.3 本章小结
第4章 超分辨偏振望远光学系统设计
    4.1 总体方案
        4.1.1 光学系统参数计算
        4.1.2 超分辨光学系统能量分析
        4.1.3 偏振光学系统能量分析
    4.2 卡赛格林望远光学系统设计
        4.2.1 卡赛格林系统设计
        4.2.2 准直光路设计
    4.3 超分辨光学系统设计
        4.3.1 光学系统优化设计
        4.3.2 光学系统像质评价
        4.3.3 光学系统公差分析
    4.4 偏振光学系统设计
        4.4.1 光学系统优化设计
        4.4.2 光学系统像质评价
        4.4.3 光学系统公差分析
    4.5 本章小结
第5章 实验分析与验证
    5.1 超分辨成像实验
        5.1.1 实验方案
        5.1.2 实验结果
    5.2 偏振成像实验
        5.2.1 实验方案
        5.2.2 实验结果
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3823991