【摘要】：成像光譜儀是在光譜遙感的基礎上,逐步發(fā)展起來的一種新的遙感儀器,可以同時獲得目標的空間信息與光譜信息,在軍事領域與民用領域都具有重要的應用。其前置望遠系統(tǒng)承擔著對目標景物成像的重要作用,是儀器收集光能量和信息數(shù)據(jù)的重要組成部分。隨著成像光譜儀的發(fā)展,對前置望遠成像系統(tǒng)的要求也越來越高。梯度折射率透鏡由于其介質折射率呈特殊規(guī)律變化而具有均勻介質透鏡所不具備的光學特性質量特性。將梯度折射率透鏡運用于成像光譜儀的前置望遠成像系統(tǒng)中,既可以提高系統(tǒng)的像質,增大系統(tǒng)的視場,同時簡化了系統(tǒng),使光學系統(tǒng)更加輕量化本文討論了前置成像系統(tǒng)的典型結構與成像特性;基于梯度折射率光學設計理論,分析軸向梯度折射率透鏡的像差特點;闡述了軸向梯度折射率透鏡的設計方法,并設計了符合系統(tǒng)使用要求的軸向梯度折射率透鏡。最終完成了焦距為700mm、通光口徑為135mm、視場為1.6°、光譜范圍0.4~1.0μm的長焦距、寬光譜望遠物鏡光學系統(tǒng)設計,成像質量良好。系統(tǒng)采用折反式結構與軸向梯度折射率元件相結合的方式,提高了成像質量。整個系統(tǒng)除主次鏡反射鏡外僅有兩片透鏡,保證了光學系統(tǒng)的輕量化。
【圖文】：

早在梯度折射率材料能夠被的光學現(xiàn)象并展開了研究。的物理學家麥克斯韋就提出了一種 1.1），其折射率以球心為中心，折史上第一次成功研制出梯度折射率由明膠制成，可以使光線發(fā)散或會材料的優(yōu)勢性能，但為之后梯度光徑向梯度折射率模型[6]等等。但限于實際應用的研究階段。

在梯度折射率理論方面，，劉德森等[13]編著的《纖維光學》、《變折射率介質的物理基礎》與喬亞天的《梯度折射率光學》等著作，為我國梯度折射率光學發(fā)展打下了堅實的理論基礎。今天，梯度折射率(Gradient index, GRIN)元件已經(jīng)成為一類不可或缺光學元件。梯度折射率元件是主要依靠介質折射率的非均勻分布來實現(xiàn)各種光學功能的光學器件。相比于均勻介質光學元件，梯度折射率元件可以改變其折射率分布，從而擁有許多面型復雜、工藝成本高的均勻介質元件才具有的特殊光學性能。例如，一塊球面軸向梯度折射率透鏡，可以擁有非球面透鏡的像差校正能力，而不必使用非球面加工工藝；一塊徑向梯度折射率平行平板，可以對光線起到發(fā)散或匯聚的作用，而不必使用球面加工；一個層狀梯度折射率僅加工出平板，就可以擁有一個柱面鏡的一維放大作用等等。應用方面，如圖 1.2 所示，軸向梯度折射率透鏡主要在光學系統(tǒng)成像之中校正像差，是光學設計很有潛力的發(fā)展方向；徑向梯度梯度折射率在光通信、內窺鏡系統(tǒng)等方面發(fā)揮較為重要的作用，有著廣闊的應用前景；而球面梯度折射率因其幾何形狀、成像特點、加工成本方面的優(yōu)勢，在微小光學中具有很強的實用性。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH74

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1 陳瑞芳;;用離子交換法制作梯度折射率材料[J];光學儀器;1990年06期

2 許志庚;廖廷O

本文編號：2583432