空间相机电子设备热控系统设计 被引量：29

1

作者 陈立恒 吴清文 +2 位作者 罗志涛 董吉洪 江帆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2145-2152,共8页

为了解决大功率空间相机电子设备的散热问题，对某空间相机电子设备的热控系统进行了设计。针对需要散热的电子元器件、印制板以及设备机箱采取了加导热片、表面发黑处理、填充导热填料等高可靠性的导热和辐射方式进行散热。然后，以某... 为了解决大功率空间相机电子设备的散热问题，对某空间相机电子设备的热控系统进行了设计。针对需要散热的电子元器件、印制板以及设备机箱采取了加导热片、表面发黑处理、填充导热填料等高可靠性的导热和辐射方式进行散热。然后，以某个器件为例建立了散热通道简化模型，进行了散热效果的估算。最后，根据电子设备的空间环境、结构特点以及采取的热控措施，应用TMG软件建立了热分析模型，对其热控系统进行了仿真分析，同时进行了电子元器件的结温计算。结果显示，电子设备印制板的温度为35．6～45℃，电子元器件的结温温度为45．4～88．5℃，均低于降额热控温度指标，散热效果明显。表明热控系统设计合理，所采取的热控措施能够满足设计要求。 展开更多

关键词 空间光学 空间相机 电子设备 热控系统 仿真

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航相机的像移补偿方法及应用 被引量：25

2

作者 刘明 吴宏圣 +3 位作者 匡海鹏 修吉宏 刘钢 翟林培 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第z2期30-34,共5页

在航相机拍照时不可避免的将产生像移,要提高成像质量和相机分辨力必须进行像移补偿.首先通过分析像移产生的原因及对图像造成的影响阐述了像移补偿的必要性和对像移补偿系统的要求,然后介绍了目前国内外主要采用的像移补偿法原理、实... 在航相机拍照时不可避免的将产生像移,要提高成像质量和相机分辨力必须进行像移补偿.首先通过分析像移产生的原因及对图像造成的影响阐述了像移补偿的必要性和对像移补偿系统的要求,然后介绍了目前国内外主要采用的像移补偿法原理、实现途径及其应用范围,最后给出了一个应用多种像移补偿方案于同一相机的实例. 展开更多

关键词 航相机 曝光 像移 像移补偿

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空间相机像移速度计算方法及DSP实现 被引量：12

3

作者 孔德柱 刘金国 +2 位作者 吕世良 陈佳豫 武星星 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1935-1941,共7页

为了精确匹配地物运动在空间相机像面上产生的像移,实现了以WGS-84坐标系下航天器位置向量及速度向量、航天器轨道坐标系下姿态角及姿态角速率作为输入参数的像移速度计算方法。首先,在原有像移速度计算模型的基础上选取惯性坐标系,降... 为了精确匹配地物运动在空间相机像面上产生的像移,实现了以WGS-84坐标系下航天器位置向量及速度向量、航天器轨道坐标系下姿态角及姿态角速率作为输入参数的像移速度计算方法。首先,在原有像移速度计算模型的基础上选取惯性坐标系,降低了求解轨道倾角和降交点经度的复杂性。通过球面几何的余弦定理直接求解航天器与降交点相对地心夹角的余弦值,避开了原像移速度计算模型中通过判断卫星飞行方向和星下点纬度来求解航天器与降交点相对地心夹角余弦值这一过程。然后,有机联系星下点的经度和纬度与FLASH的地址,避开访问高程数据时繁琐的查表过程。通过分析像移速度残差对相机MTF的影响,评估了像移速度计算模型的可行性。最后,在TI的DSP上实现了像移速度的整个计算过程。分析及实验结果表明,像移速度计算残差为0.15%,引起相机的MTF下降为1%,像移速度计算时间<2ms,满足空间相机对像移速度的计算精度和计算时间等要求。 展开更多

关键词 空间相机 像移速度 调制传递函数 数字信号处理 DEM

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斜视状态下航空遥感器像移的计算与补偿 被引量：18

4

作者 许永森 丁亚林 +1 位作者 田海英 董斌 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1779-1783,共5页

航空遥感器成像过程中飞行器的向前飞行和姿态变化,使地面物体发出的光线相对于遥感器的光轴产生运动,从而引起共轭像点的运动,在成像介质上产生像移。运用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,针对飞行器向前飞行使物体与光轴间发生的... 航空遥感器成像过程中飞行器的向前飞行和姿态变化,使地面物体发出的光线相对于遥感器的光轴产生运动,从而引起共轭像点的运动,在成像介质上产生像移。运用光线矢量与光轴旋转变换相结合的方法,针对飞行器向前飞行使物体与光轴间发生的平移,以及飞行器姿态变化使光轴方向的改变,建立了光线矢量与光轴单位矢量间的关系,得到了航空遥感器在斜视状态下的像移模型。以实测遥感器的工作参数为条件,分析和计算了遥感器的像移,并给出了像移补偿的方法。实际应用证明光线矢量与光轴旋转变换相结合计算像移的方法,不仅综合了前向像移与姿态像移,而且计算简便,可推广于航空遥感器的研究中。 展开更多

关键词 像移补偿 航空遥感器 坐标系旋转 前向像移补偿

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应用线阵CCD的空间目标外姿态测量系统 被引量：26

5

作者 艾莉莉 袁峰 丁振良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期161-165,共5页

设计了9路线阵CCD相机组合的空间目标外姿态测量系统,该系统解决了面阵图像传感器用于姿态测量时存在的速度和精度的矛盾,能够实时重构放置于被测物体上的点合作目标在世界坐标系下的三维坐标,并经空间解算,确定被测物体的姿态角。该系... 设计了9路线阵CCD相机组合的空间目标外姿态测量系统,该系统解决了面阵图像传感器用于姿态测量时存在的速度和精度的矛盾,能够实时重构放置于被测物体上的点合作目标在世界坐标系下的三维坐标,并经空间解算,确定被测物体的姿态角。该系统着眼于合作目标和相机光学系统的相对位置,解决了多相机与多点合作目标一一对应时的目标干扰问题;设计了新的光学系统构架,提高了精度,节省了空间;实现了多相机测量系统的局部标定和全局标定。图像采样率为1316帧/s时,姿态测量精度为1′。测试结果表明,该姿态测量系统可以实现对被测对象高精度的实时测量,且具有合作目标简单,价格低廉等优点。 展开更多

关键词 线阵CCD 姿态测量 合作目标 多相机测量系统

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离轴三反系统计算机辅助装调 被引量：17

6

作者 王彬 伍凡 叶玉堂 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期243-249,共7页

为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学... 为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学模型直接计算出调整量的大小及方向。采用该方法对一离轴三反系统进行实际装调,将调整量从11个减少到7个,利用波前传感器被动式检测方法对离轴三反系统0及±1视场像质进行检测,通过一次计算调整快速使该系统全视场波像差从RMS≤0.32λ减少至RMS≤0.067λ(λ=632.8 nm),结果表明该装调方法简单、有效。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 离轴三反系统 失调特性 ZERNIKE多项式

原文传递

用作图法判定航空相机TDI CCD积分方向 被引量：5

7

作者 田海英 惠守文 +2 位作者 李友一 丁亚林 王灵杰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1784-1788,共5页

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例... 由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例,介绍了一种基于高斯成像原理的作图法,用以确定TDI CCD积分方向与传感器成像运动方向的关系,分析和论证表明,TDI CCD的积分方向必须与地物在像面上的像移方向一致。实践证明这种方法可以清楚、简便、快速地确定TDI CCD的积分方向,从而确定TDI CCD的安装方向,适宜在实际的工程设计中采用。 展开更多

关键词 TDI CCD 积分方向 像移方向 作图法

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航空光电成像消旋电视数字控制器 被引量：7

8

作者 孙丽娜 汪永阳 +1 位作者 戴明 郎小龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1300-1304,共5页

介绍了消旋电视摄像系统的工作原理,通过对系统的分析,得出了消旋系统保证像质所允许的最大旋转角速度。根据消旋速度要求,设计了消旋系统的电视数字控制器。该控制器以DSP为核心微处理器;以测速机为速度敏感元件,作为系统速度环的反馈... 介绍了消旋电视摄像系统的工作原理,通过对系统的分析,得出了消旋系统保证像质所允许的最大旋转角速度。根据消旋速度要求,设计了消旋系统的电视数字控制器。该控制器以DSP为核心微处理器;以测速机为速度敏感元件,作为系统速度环的反馈;速率陀螺测得飞行器的扰动速率,用作速度环的前馈。系统采用了传统的超前滞后补偿方法,并加入了积分环节以减小稳态时的漂移角速度。实验结果表明,在消旋拍摄过程中,消旋速度满足设计要求,拍摄图片清晰,消旋速率精度为14.3(°)/s。理论分析和实验结果都证明了该消旋摄像系统的可行性。 展开更多

关键词 光电成像 消旋控制 电视摄像系统 速率陀螺

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凝视模式下的画幅相机两轴像移补偿 被引量：11

9

作者 张树青 丁亚林 于春风 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1789-1795,共7页

通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型。通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴... 通过斜视画幅相机的几何模型,选择载机相关坐标系,建立了计算目标航迹速度到像面坐标系下像移速度的数学模型。通过坐标变换将航迹速度(目标在航迹坐标系下的速度)转换至机体坐标系下的速度矢量,最终至补偿坐标系下的运动矢量;计算视轴长度,得到了扫描镜补偿角速度。最后,阐述了像面旋转机构在像移补偿中的作用,并给出了具体位置角计算公式。提出的采用扫描镜和像面旋转机构相结合的方案实现了凝视工作模式下的画幅相机像移补偿,利用坐标变换计算出的相应量,可为将来画幅相机在该模式下的像移补偿工程应用提供必要的参考。 展开更多

关键词 斜视航空相机 凝视模式 像面旋转机构 像移补偿

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多种应用于高功率激光技术的光学系统设计 被引量：7

10

作者 巩盾 王红 田铁印 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期118-122,共5页

结合当前高功率激光技术的工程实践,按发射与接收、可见与红外、折射与反射等分类方式分别介绍了应用于各种环境下的多种光学系统结构,分析了各种光学系统的优势与不足,完成了各种光学系统的光学设计,并给出了光学系统的技术指标与接收... 结合当前高功率激光技术的工程实践,按发射与接收、可见与红外、折射与反射等分类方式分别介绍了应用于各种环境下的多种光学系统结构,分析了各种光学系统的优势与不足,完成了各种光学系统的光学设计,并给出了光学系统的技术指标与接收光学系统的成像质量。在实际应用中应按照不同的应用环境和技术指标合理的选取光学系统,使光学系统在高功率激光技术中更好地发挥作用,增大探测范围、提高成像质量、提升跟瞄精度。随着技术进步,近年来也产生了一些新型的光学系统,分析了新型高功率激光光学系统的性能优势,并对这些新型系统的应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 高功率激光 发射系统 接收系统 光学设计

原文传递

5倍变焦距光学系统小型化设计 被引量：10

11

作者 王红 田铁印 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期315-319,共5页

为了完成飞行器导引头目标识别与探测任务，以短焦距、大视场进行搜索并确认目标，以长焦距、小视场进行高精度目标识别。通过选择正组补偿的机械补偿法，采用3种普通光学材料，在长焦距位置，将前固定组、变倍组的组合设计为远摄型，... 为了完成飞行器导引头目标识别与探测任务，以短焦距、大视场进行搜索并确认目标，以长焦距、小视场进行高精度目标识别。通过选择正组补偿的机械补偿法，采用3种普通光学材料，在长焦距位置，将前固定组、变倍组的组合设计为远摄型，使得系统结构紧凑，满足导引头小型化的要求。利用CODEV光学设计软件，优化设计了焦距为30～150mm，视场角为12．90°×10．25°～2．59°×2．07°，筒长仅为174mm的变焦距光学系统，得到成像质量优良的设计结果。各焦距、全视场平均传递函数值在50lp／mm时为0．695，测试结果为0．562，满足系统的性能要求。 展开更多

关键词 小型化 变焦距 光学系统设计 传递函数

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三线阵测绘相机光学系统的杂光分析与计算 被引量：9

12

作者 田铁印 王红 冯晟杰 《中国光学》 EI CAS 2012年第6期583-589,共7页

针对光学系统的杂光导致三线阵测绘相机成像质量下降的问题,根据光学系统的设计结果,对相机入口处的杂光能量、像面杂光辐照度、杂光系数等进行了分析与计算,提出了合理的杂光抑制措施。利用Thermal Desktop软件和Light-Tools软件,对三... 针对光学系统的杂光导致三线阵测绘相机成像质量下降的问题,根据光学系统的设计结果,对相机入口处的杂光能量、像面杂光辐照度、杂光系数等进行了分析与计算,提出了合理的杂光抑制措施。利用Thermal Desktop软件和Light-Tools软件,对三线阵立体测绘相机各光学系统进行分析与模拟计算,得到其杂光系数均小于5%。最后进行了光学实验,并利用面源法测试了杂光系数。检测结果验证了杂光分析与研究方法的正确性以及杂光抑制措施的可行性。 展开更多

关键词 三线阵测绘相机 光学设计 成像质量 杂光分析

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空间高光谱成像仪的光学设计 被引量：7

13

作者 巩盾 王红 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期541-545,共5页

空间高光谱成像仪是现代空间遥感器的新型载荷,设计的空间高光谱成像仪光学系统由前置望远系统和光谱成像系统两部分组成,对前置望远系统和光谱成像系统分别设计,再进行组合优化。前置望远系统采用离轴三反结构,在增大幅宽、提高成像质... 空间高光谱成像仪是现代空间遥感器的新型载荷,设计的空间高光谱成像仪光学系统由前置望远系统和光谱成像系统两部分组成,对前置望远系统和光谱成像系统分别设计,再进行组合优化。前置望远系统采用离轴三反结构,在增大幅宽、提高成像质量的同时减小高光谱成像仪光学系统的畸变。为了保证光学系统结构的紧凑,前置望远系统采用视场分离的方式设计,进一步提高了光学系统的分辨率。凸面光栅是现代光栅刻划技术的最新成果,光谱成像系统采用次镜为凸面光栅的Offner光栅光谱仪,实现了光谱成像系统的高分辨率与小型化。组合优化后的高光谱成像仪光学系统幅宽大、体积小、成像质量好、光谱分辨率高、光谱通道数多,全视场全谱段MTF在Nyquist频率下高于0.7,成像弥散圆80%的能量集中在Φ15μm范围内,小于探测器18μm的像元尺寸,均高于系统技术指标要求。 展开更多

关键词 光学设计 离轴三反 视场分离 Offner光谱仪

原文传递

空间遥感测绘光学系统研究综述 被引量：26

14

作者 巩盾 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第5期714-724,共11页

将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部... 将遥感技术应用到测绘当中是现代地质测绘技术的发展趋势,随着光学载荷分辨率的不断提高,遥感测绘已经成为社会发展和国民经济发展的重要保障。光学载荷决定了测绘空间遥感器的分辨率、测绘精度、卫星平台体积与重量,是遥感器的核心部分。本文对高成像质量透射光学系统、同轴三反光学系统、离轴三反系统等常用的空间遥感测绘光学系统的结构形式和光学性能分别进行了介绍,并对处于研发阶段的新型空间反射光学系统的结构形式和光学性能进行了展望。分析认为,根据不同的应用环境和技术指标,合理选用不同种类的遥感测绘光学系统,可以最大程度利用平台资源,满足遥感测绘需求。 展开更多

关键词 遥感测绘 光学系统设计 传递函数 相对畸变

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胶片型航空画幅遥感相机中负压展平机构的设计 被引量：1

15

作者 张继超 丁亚林 张洪文 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1774-1778,共5页

航拍成像胶片的展平精度是影响相机分辨率的主要因素。长焦距、大画幅、高分辨率的胶片式画幅遥感相机要求在给定的摄影周期内快速、精密地将胶片展平在片台上。为实现画幅尺寸为114 mm×114 mm的胶片展平精度达到0.034 mm,吸附时间... 航拍成像胶片的展平精度是影响相机分辨率的主要因素。长焦距、大画幅、高分辨率的胶片式画幅遥感相机要求在给定的摄影周期内快速、精密地将胶片展平在片台上。为实现画幅尺寸为114 mm×114 mm的胶片展平精度达到0.034 mm,吸附时间为420 ms,提出了一个较完善的胶片展平机构,介绍了利用负压将胶片展平在焦平面板上的方法。阐述了该展平机构的组成和工作原理,给出了片台的结构形式,并通过分析计算得出关键器件的选择依据。提供了一种利用光学技术来定性检测展平精度的方法。经成像试验验证,该方法可满足使用要求。 展开更多

关键词 航空相机 胶片 展平精度 分辨率 片台 负压

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长焦距空间相机调焦机构设计 被引量：6

16

作者 郭权锋 董吉洪 +3 位作者 李威 王克军 李延春 王海萍 《光机电信息》 2010年第11期105-109,共5页

长焦距空间相机容易因环境变化产生离焦现象,引起相机成像质量下降。根据空间相机不同的结构特点和工作环境,需要设计相应的调焦机构。从保证相机成像质量和结构空间要求的角度出发,阐述了调焦机构的工作原理和组成,进行了调焦机构的方... 长焦距空间相机容易因环境变化产生离焦现象,引起相机成像质量下降。根据空间相机不同的结构特点和工作环境,需要设计相应的调焦机构。从保证相机成像质量和结构空间要求的角度出发,阐述了调焦机构的工作原理和组成,进行了调焦机构的方案选择,分析了调焦机构误差分布,提出了一种由精密滚珠丝杠和直线轴承实现导向和运动方向转换的调焦机构。对调焦机构进行了力学试验和分析。试验结果表明,调焦机构较强的结构刚度和稳定性能够满足空间相机在复杂环境条件下精确可靠调节调平面位置的要求。 展开更多

关键词 调焦机构 机构设计 长焦距 空间相机

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航天相机框架轻量化研究 被引量：2

17

作者 翟岩 《光机电信息》 2010年第12期77-80,共4页

对某在轨运行的航天相机框架进行了轻量化研究。在保留了原有结构的基础上,通过更换材料的方式对已有的框架进行了几种可能的改造,通过有限元计算分析了各框架对任务的满足程度、各种材料框架的优劣,将质量降低了14%,谐振频率提高了8%。

关键词 航天相机 框架 轻量化

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空间相机主镜组件加工过程中的疲劳寿命分析 被引量：1

18

作者 杨近松 《光机电信息》 2011年第5期17-21,共5页

在空间相机主镜镜面加工过程中,磨盘与主镜间磨削动作往复运行,使主镜柔性支撑结构受到交变载荷作用,这种交变载荷会引起结构疲劳破坏。按应力-寿命(S-N)法进行疲劳寿命分析,分析结果表明,主镜柔性支撑结构的疲劳寿命满足使用要求。通... 在空间相机主镜镜面加工过程中,磨盘与主镜间磨削动作往复运行,使主镜柔性支撑结构受到交变载荷作用,这种交变载荷会引起结构疲劳破坏。按应力-寿命(S-N)法进行疲劳寿命分析,分析结果表明,主镜柔性支撑结构的疲劳寿命满足使用要求。通过疲劳寿命仿真分析,可以有效预示光学结构在加工、运输、使用过程中的疲劳强度,减少试验次数及成本,为空间相机结构的可靠性设计提供理论依据。 展开更多

关键词 空间相机 主镜 加工 疲劳寿命

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空间相机空间环境专项试验设计 被引量：1

19

作者 孙天宇 《光机电信息》 2011年第12期19-25,共7页

为了确保空间相机在整个生存周期可靠地工作,根据空间环境的特点及空间相机的特性,提出了仿真空间相机空间环境的专项试验设计方案。方案包括光学性能验证试验,MTF性能测试,热真空环境下的温度调焦系数专项试验,考察碳纤维复合材料稳定... 为了确保空间相机在整个生存周期可靠地工作,根据空间环境的特点及空间相机的特性,提出了仿真空间相机空间环境的专项试验设计方案。方案包括光学性能验证试验,MTF性能测试,热真空环境下的温度调焦系数专项试验,考察碳纤维复合材料稳定性的结构性能验证试验,验证电子元器件是否满足相机功能和性能要求的电子学性能专项试验,验证活动机构可靠性及寿命的专项试验。将这些专项试验应用于某空间相机,试验结果表明,各工况的全色CCD的MTF均达到了指标要求,实现了检验空间相机光学特性、结构特性和电子学特性的目的。目前空间相机在轨执行任务运行良好,完全适应空间环境要求。 展开更多

关键词 空间相机 空间环境 专项试验 设计方案

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利用Zernike系数对离轴三反射系统进行计算机辅助装调 被引量：47

20

作者 巩盾 田铁印 王红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1754-1759,共6页

针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Sei... 针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Seidel像差系数之间的相关性将之转化为几何像差作为校正对象。由光学设计软件求得与系统失调量相关的灵敏度矩阵,并确定对残余像差影响最敏感的失调量。当失调量被确定后,将调整后的结果再次代入光学设计软件进行验证。多次迭代后,得到系统的RMS值<0.04λ的良好结果,证明了这种指导装调的方法是行之有效的。 展开更多

关键词 离轴三反系统 计算机辅助装调 干涉检验 灵敏度矩阵

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