【摘要】：望遠(yuǎn)系統(tǒng)在進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀測(cè)目標(biāo)時(shí),由于受到大氣湍流的影響,使得成像分辨率降低,因此引入了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng),提高目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別的能力。雙波段的自適應(yīng)成像系統(tǒng)比單一波段多一個(gè)觀測(cè)渠道,有利于快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并且可見(jiàn)/紅外波段相結(jié)合可以獲得更精準(zhǔn)、全面的目標(biāo)信息,可同時(shí)滿足既能分辨場(chǎng)景細(xì)節(jié),又能在霧、靄、雨、雪的天氣情況下觀察目標(biāo)的要求。因此,對(duì)于雙波段自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了提高雙波段光學(xué)系統(tǒng)成像性能,結(jié)合可見(jiàn)光和中波紅外的特點(diǎn),本文研究和推導(dǎo)了波段間消色差理論和焦距補(bǔ)償表達(dá)式,設(shè)計(jì)了無(wú)光路補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)雙波段共口徑/共光路齊焦成像光學(xué)系統(tǒng);分析對(duì)比了望遠(yuǎn)系統(tǒng)的類型,設(shè)計(jì)了可見(jiàn)光/中波紅外雙波段望遠(yuǎn)系統(tǒng)。介紹了波前校正器反射鏡面的材料特性和波前傳感器的基本原理,合理選擇了變形反射鏡的材料,設(shè)計(jì)了哈特曼-夏克波前傳感器陣列透鏡,最后將雙波段自適應(yīng)光學(xué)成像系統(tǒng)與雙波段望遠(yuǎn)系統(tǒng)相匹配進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,組合系統(tǒng)的工作波段為0.38μm～0.76μm、3μm～5μm,F數(shù)為15,組合焦距為1000mm,全視角為0.5°。該系統(tǒng)可以同時(shí)接收可見(jiàn)光波段和中波紅外波段的目標(biāo)信息,從而達(dá)到提高探測(cè)目標(biāo)信息的一致性和探測(cè)準(zhǔn)確度。所設(shè)計(jì)的可見(jiàn)光波段光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)值在奈奎斯特頻率61lp/mm時(shí)高于0.4,中紅外波段系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)值在奈奎斯特頻率20lp/mm時(shí)達(dá)到0.4,點(diǎn)列圖各視場(chǎng)像點(diǎn)都集中在單個(gè)探測(cè)器范圍內(nèi)。成像系統(tǒng)采用正、負(fù)透鏡與二元衍射面相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光和中波紅外雙波段融合成像,達(dá)到全天候偵查的目的。根據(jù)使用要求,光學(xué)系統(tǒng)引入二元衍射面實(shí)現(xiàn)了光學(xué)被動(dòng)式消熱差,在-40℃～+60℃溫度范圍內(nèi)像面穩(wěn)定,系統(tǒng)成像質(zhì)量滿足要求,最后,采用靈敏度分析法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行公差分析。設(shè)計(jì)結(jié)果表明,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能進(jìn)行遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè),成像質(zhì)量接近衍射極限。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH743

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李西杰;劉鈞;陳陽(yáng);;雙波段大變倍比連續(xù)共變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光子學(xué)報(bào);2016年10期

2 高明;王川;劉鈞;呂宏;;四通道陣列偏振成像自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];激光與紅外;2016年06期

3 張葆;崔恩坤;洪永豐;;紅外雙波段雙視場(chǎng)共光路光學(xué)系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2015年02期

4 周曉斌;欒亞?wèn)|;焦明印;張宣智;楊子建;;基于Zernike模式法的變形反射鏡補(bǔ)償面型求解方法[J];紅外技術(shù);2014年10期

5 郭廣妍;樊仲維;余錦;葛文琦;康治軍;唐熊忻;貊澤強(qiáng);王昊成;石朝輝;;基于Shark-Hartmann理論的波前探測(cè)技術(shù)研究[J];應(yīng)用光學(xué);2014年05期

6 謝文科;馬浩統(tǒng);高穹;江文杰;;氣動(dòng)光學(xué)自適應(yīng)校正研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2014年09期

7 時(shí)魁;陳兆兵;;某機(jī)載短焦距電視探測(cè)能力研究[J];艦船電子工程;2014年05期

8 劉鈞;陳陽(yáng);;可見(jiàn)光/紅外雙波段大視場(chǎng)共口徑齊焦光學(xué)系統(tǒng)[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

9 李巖;張葆;洪永豐;趙春蕾;;諧衍射紅外雙波段雙視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年11期

10 寧長(zhǎng)春;索郎桑姆;;天文望遠(yuǎn)鏡400年發(fā)展中對(duì)于光學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和拓展[J];大學(xué)物理;2013年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 郭友明;自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前復(fù)原及波前控制優(yōu)化技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2014年

2 夏愛(ài)利;基于Shack-Hartmann波前傳感器的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2011年

3 張運(yùn)海;準(zhǔn)分子激光視覺(jué)光學(xué)矯正關(guān)鍵建模技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

4 侯靜;自適應(yīng)光學(xué)波前探測(cè)新概念研究[D];中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 張洪建;大氣湍流對(duì)光學(xué)成像系統(tǒng)分辨率的影響[D];太原理工大學(xué);2015年

2 李兆坤;自適應(yīng)光學(xué)在自由空間光通信大氣補(bǔ)償中的應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2014年

3 鄭媛;機(jī)載激光動(dòng)態(tài)照射準(zhǔn)確度測(cè)試技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

4 張春艷;中波和長(zhǎng)波紅外雙波段消熱差光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];蘇州大學(xué);2011年

5 程珂;紅外變焦系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2005年

6 金英蘭;大氣對(duì)空間激光通信的影響及其自適應(yīng)光學(xué)補(bǔ)償效果的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2744834