發(fā)布時間：2020-05-16 06:44

【摘要】：在航天技術(shù)進步的推動下,近年來空間遙感技術(shù)發(fā)展迅速,在對地觀測、空間科學(xué)研究、資源環(huán)境監(jiān)測以及軍事等諸多應(yīng)用領(lǐng)域,空間光學(xué)遙感系統(tǒng)的使用取得了顯著效果。為獲得地面更細節(jié)的信息,光學(xué)系統(tǒng)的空間分辨率需要進一步提高。軌道高度一定時,需要更高的角分辨率。然而在光的波動特性制約下,系統(tǒng)孔徑和工作波長決定了光學(xué)系統(tǒng)角分辨率。在工作波段確定的前提下,只能擴大系統(tǒng)口徑,以達到系統(tǒng)的分辨細節(jié)能力的提高。傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)受到體積、重量、材料、加工、發(fā)射能力等因素的制約,無法實現(xiàn)空間高分辨率成像系統(tǒng)。薄膜衍射相結(jié)合是實現(xiàn)空間大口徑高分辨率的可行技術(shù)途徑之一。本文研究衍射成像原理的基礎(chǔ)上,開展系統(tǒng)方案設(shè)計的探索和系統(tǒng)成像質(zhì)量的分析,為薄膜衍射技術(shù)的空間應(yīng)用提供技術(shù)方案和可行性分析驗證。首先基于標量衍射理論,分析了衍射成像系統(tǒng)光焦度、衍射效率、色差等光學(xué)特性;基于多級位相光柵對衍射光學(xué)元件的衍射效率進行建模,分析建立了衍射光學(xué)元件的成像特性認知;在此基礎(chǔ)上建立了衍射效率對MTF的影響分析模型;最后,對衍射成像系統(tǒng)的色差特性進行了分析,并提出了采用Schupmann消色差模型的校正方法,并對Schupmann模型的參數(shù)關(guān)系進行了推導(dǎo)。然后根據(jù)Schupmann色差消除模型進行薄膜衍射成像系統(tǒng)設(shè)計,首先設(shè)計了拼接薄膜衍射主鏡,然后設(shè)計了系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu),并給出系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù),最后對系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。最后利用本文建立的像質(zhì)分析模型與方法,對本文設(shè)計的薄膜衍射成像系統(tǒng)的像質(zhì)進行了分析。并對設(shè)計的薄膜衍射成像系統(tǒng)進行了公差分析,對包括衍射物鏡的加工誤差,衍射物鏡與后端鏡組的裝調(diào)誤差,以及衍射物鏡拼接誤差進行了分析。本文在深入分析薄膜衍射光學(xué)系統(tǒng)成像特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計得到了高成像質(zhì)量的大口徑空間薄膜衍射光學(xué)系統(tǒng),并對系統(tǒng)的成像質(zhì)量和公差進行了分析。分析結(jié)果表明,本文建立的模型與方法可用于支持薄膜衍射光學(xué)系統(tǒng)成像特性分析與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計,本文設(shè)計的系統(tǒng)可以滿足空間大口徑光學(xué)信息獲取處理應(yīng)用,相關(guān)的模型和設(shè)計結(jié)果可為空間薄膜衍射光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用提供參考。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文射成像原理的基礎(chǔ)上，開展系統(tǒng)方案設(shè)計的探索和系衍射技術(shù)的空間應(yīng)用提供技術(shù)方案和可行性分析驗證在該方向的研究現(xiàn)狀及分析究現(xiàn)狀成像系統(tǒng)是利用薄膜衍射光學(xué)元件以便來實現(xiàn)大口徑光受到薄膜衍射光學(xué)元件表面的微結(jié)構(gòu)調(diào)制后，，發(fā)生光線會聚成像。由于薄膜衍射光學(xué)系統(tǒng)具有公差寬松、易于實現(xiàn)超輕量化系統(tǒng)的優(yōu)點，能夠突破傳統(tǒng)光學(xué)節(jié)省制造與發(fā)射成本，是實現(xiàn)空間大口徑高分辨率成國外，首先研究了薄膜衍射成像系統(tǒng)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文小組在計算機模擬的指導(dǎo)下，用未拋光未蝕刻的塑料板組裝了一個 5 米透分之二縮比模型，并成功地展示了折紙狀折疊圖案。該方案可將主鏡尺寸原來的五分之一，為解決 10 米口徑以上超大口徑光學(xué)主鏡的運輸和發(fā)射問了思路。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V443.5

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號：2666338