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超大口径光学制造均力支撑布局优化 被引量:12
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作者 胡海飞 罗霄 +3 位作者 辛宏伟 戚二辉 郑立功 张学军 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期223-229,共7页
为降低支撑控制难度和节约制造成本,同时又保证在线光学加工-检测所需的支撑精度,提出超大口径反射镜的支撑布局优化方法。研究支撑状态下的反射镜面形精度,解决面形拟合和优化目标提取的问题;以斜率均方根(SlopeRMS)为目标建立非圆形... 为降低支撑控制难度和节约制造成本,同时又保证在线光学加工-检测所需的支撑精度,提出超大口径反射镜的支撑布局优化方法。研究支撑状态下的反射镜面形精度,解决面形拟合和优化目标提取的问题;以斜率均方根(SlopeRMS)为目标建立非圆形口径的超薄反射镜加工支点布局优化模型,使其具备自适应有限元分析的功能;针对工程中大量使用的轻量化反射镜,设计出适应其几何变化的支撑转换结构,并展开以面形均方根(RMS)误差为目标的支点位置的优化设计;通过30m口径望远镜(TMT)第三镜和某2m口径反射镜的支撑布局优化,验证了所采用方法的效果。算例结果表明,所提方法具有较好的几何适应性,布局优化后支撑系统的精度满足超大口径反射镜的光学制造要求。 展开更多
关键词 光学制造 均力支撑 支撑布局优化 超大口径反射镜 面形精度 光机集成
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微振动对空间光电载荷成像影响分析与验证 被引量:7
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作者 石进峰 成鹏飞 +4 位作者 袁灏 任国瑞 王炜 樊学武 李治国 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期269-275,共7页
基于最小二乘法,利用面积加权的平均运动推导出了光学元件的表面平均刚体运动方程。基于微振动进行了光学系统调制传递函数(MTF)的影响分析,计算了相应的像移量及对应的系统光轴偏转角。利用刚体运动方程对频率响应分析数据进行了处理... 基于最小二乘法,利用面积加权的平均运动推导出了光学元件的表面平均刚体运动方程。基于微振动进行了光学系统调制传递函数(MTF)的影响分析,计算了相应的像移量及对应的系统光轴偏转角。利用刚体运动方程对频率响应分析数据进行了处理。根据系统光轴偏转角要求反推了光电载荷安装面的微振动量级要求。通过定频微振动实验实时测试了系统MTF。结果表明,分析结果与测试数据的误差均在20%以内,满足工程应用的要求,并验证了该计算方法的正确性。 展开更多
关键词 光计算 光机集成 微振动 表面刚体运动 调制传递函数 空间光电载荷
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航天光学相机微振动的光机集成分析现状与展望 被引量:1
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作者 马斌 宗易昕 +3 位作者 李宗轩 李清雅 张德福 李云峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期822-838,共17页
随着我国航天事业的持续发展和不断进步,航天光学相机正在朝着大口径、大视场、高分辨、轻量化的趋势发展,这对相机的设计分析提出了更高的要求。光学系统焦距与光学口径不断增加,光机系统刚度受质量限制提升空间有限,其对星上活动部件... 随着我国航天事业的持续发展和不断进步,航天光学相机正在朝着大口径、大视场、高分辨、轻量化的趋势发展,这对相机的设计分析提出了更高的要求。光学系统焦距与光学口径不断增加,光机系统刚度受质量限制提升空间有限,其对星上活动部件在轨正常工作所引起的微振动也越来越敏感。航天光学相机的微振动对其在轨成像质量会造成影响。因此,近年来卫星微振动及其控制问题越来越受到关注。通过对国内外航天光学相机的光机集成分析方法的论述与分析,探讨了目前光机集成分析的关键技术与发展方向。针对目前国内光机集成分析其存在的局限,提出了建立微振动传递全链路数学模型进而构建航天光学相机微振动像质退化机理的设想。 展开更多
关键词 微振动 航天光学相机 线性状态空间 光机集成
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微振动对高轨(GEO)遥感卫星图像质量的影响 被引量:10
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作者 于登云 练敏隆 +2 位作者 周峰 白绍竣 鲁之君 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期74-86,共13页
高分四号(GF-4)卫星是中国首颗地球同步轨道高分辨率光学遥感卫星.由于地球同步轨道的高度是典型太阳同步轨道的70倍左右,因此,地球同步轨道光学遥感卫星对于星上微振动环境提出了更高的要求,对微振动幅值的要求相比于低轨卫星要小近两... 高分四号(GF-4)卫星是中国首颗地球同步轨道高分辨率光学遥感卫星.由于地球同步轨道的高度是典型太阳同步轨道的70倍左右,因此,地球同步轨道光学遥感卫星对于星上微振动环境提出了更高的要求,对微振动幅值的要求相比于低轨卫星要小近两个数量级.本文在对动量轮、制冷机等典型星上扰振源特性进行研究的基础上,针对地球同步轨道可见红外一体化光学遥感卫星,建立了光机结构与微振动的耦合集成仿真模型;提出了基于结构优化以及减振和隔振相结合的微振动抑制方法,在国内首次实现了地球同步轨道高分辨率光学遥感器在轨微振动的有效抑制,为GF-4光学遥感卫星在轨获取优异图像奠定了基础. 展开更多
关键词 微振动 地球同步轨道 隔振 光机集成分析 成像质量
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重力对空间相机系统波像差影响的光机集成分析与验证 被引量:8
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作者 董得义 李志来 +2 位作者 薛栋林 陈长征 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1917-1926,共10页
对空间离轴相机在重力载荷作用下的系统波像差变化进行了集成仿真分析,同时研究了分析结果的精度。介绍了集成仿真分析技术的基本流程和关键技术,对比分析了ZERNIKE多项式拟合法与形函数插值法两种面形畸变转换接口算法的优劣。介绍了... 对空间离轴相机在重力载荷作用下的系统波像差变化进行了集成仿真分析,同时研究了分析结果的精度。介绍了集成仿真分析技术的基本流程和关键技术,对比分析了ZERNIKE多项式拟合法与形函数插值法两种面形畸变转换接口算法的优劣。介绍了常用的两种形函数构造方法的基本原理,基于面积法构造形函数得到了光学元件面形畸变的接口文件。最后,在相机的光机结构装调完毕后,对系统波像差在重力载荷作用下的变化进行了测试。测试结果表明,该空间相机3个视场系统波像差的变化量分别为0.029 8λ(-1视场)、0.019 4λ(0视场)、0.052 3λ(+1视场),与分析结果基本吻合。3个视场分析结果的误差分别为0.002 4λ(-1视场)、-0.000 9λ(0视场)、0.007λ(+1视场,)均小于0.01λ,满足工程设计的要求,验证了集成仿真分析结果的准确性。此外,通过集成分析技术定量得到了不同影响因素对系统波像差的影响,基于此优化设计光机结构,改善了重力对空间相机3个视场系统波像差的影响。 展开更多
关键词 空间相机 波像差 光机集成分析 重力变形
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热载荷下反射式激光扩束器的波前性能研究及设计
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作者 范文杰 李朝辉 +2 位作者 刘勇 张欢 尹沙沙 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期35-45,共11页
能量空间运输型的高能激光系统应具备全时段运用能力,其内置扩束器作为能量收发的关键部件,需保证在0~40℃昼夜温度下维持高波前误差指标,为研究其热性能,从光机热集成分析及高低温测试两方面同时进行研究,研究温度变化对激光扩束器波... 能量空间运输型的高能激光系统应具备全时段运用能力,其内置扩束器作为能量收发的关键部件,需保证在0~40℃昼夜温度下维持高波前误差指标,为研究其热性能,从光机热集成分析及高低温测试两方面同时进行研究,研究温度变化对激光扩束器波前像差的影响规律。建立了高低温实验测试平台,借助0~40℃的波前测试数据讨论了仿真结果精度,高低温环境下两者离焦量数值偏差小于8%,波前均方根(RMS)数值偏差小于12%,仿真与实验能够相互验证。针对升降温时系统离焦量变化大的特点,提出了注胶热补偿设计方法,设计了便于定量注胶的主镜镜框结构,结合仿真和实验测试手段评估了注胶热补偿设计方法的可行性和热补偿效果,实验结果表明:0~40℃范围内,系统波前误差RMS变化最大值为0.0078λ@633 nm,注胶热补偿设计具有很好的热补偿效果和可行性,能够为高低温环境下同轴反射式光机系统的热设计提供思路及数据支撑。 展开更多
关键词 激光扩束器 光机集成分析 波前测试 结构热设计
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光机集成仿真前处理中点云边界检测技术 被引量:6
7
作者 徐广州 阮萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期252-257,共6页
为解决通用光机集成仿真接口中光学面形点云数据处理问题,提出了基于点云边界检测技术的面形数据前处理方法。首先讨论了集成仿真面形数据前处理方法及边界检测技术在前处理中作用;然后研究了边界检测算法涉及的光学面形点云数据组织,... 为解决通用光机集成仿真接口中光学面形点云数据处理问题,提出了基于点云边界检测技术的面形数据前处理方法。首先讨论了集成仿真面形数据前处理方法及边界检测技术在前处理中作用;然后研究了边界检测算法涉及的光学面形点云数据组织,面形节点K邻域微切平面的拟合算法以及边界节点的判断方法。在点云边界检测算法研究基础上,讨论了算法主要数据结构和程序实现,并通过示例面形点云边界提取验证了算法的正确性和有效性,为光机集成仿真面形数据处理算法提供了新的技术参考。 展开更多
关键词 点云边界 光机集成仿真 前处理 K邻域
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镜面面形误差统计方法研究 被引量:5
8
作者 周平伟 马宏财 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期110-117,共8页
光学镜面的变形包括刚体位移和面形误差(表面畸变),分析刚体位移和面形误差对于评价光机系统的环境适应性、空间位置稳定性和成像质量具有重要作用。根据坐标转换法去除镜面变形中的刚体位移,论述了曲面拟合、法线方向和光轴方向三种面... 光学镜面的变形包括刚体位移和面形误差(表面畸变),分析刚体位移和面形误差对于评价光机系统的环境适应性、空间位置稳定性和成像质量具有重要作用。根据坐标转换法去除镜面变形中的刚体位移,论述了曲面拟合、法线方向和光轴方向三种面形误差统计方法的原理并进行了深入比较,针对不同重力及温度工况计算了镜面面形误差的均方根(RMS)值及峰谷(PV)值。引入镜面弥散斑RMS半径并将其作为面形误差大小的光学评价标准,通过三次插值算法生成栅格矢高面,在ZEMAX软件中建立了高精度的镜面面形误差光学模型,最后采用面形误差的RMS值及PV值与弥散斑RMS半径之间的线性关系考查了三种面形误差统计方法的光学性能。研究结果表明:曲面拟合法统计的面形误差信息不完整,适用于镜面面形方程参数不发生明显改变的工况。法线方向和光轴方向两种统计方法统计的面形误差信息完整,可以全面地衡量光机系统的成像质量。 展开更多
关键词 测量 面形误差 刚体位移 均方根半径 栅格矢高面 光机集成分析
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红外光学系统光轴稳定性建模与分析 被引量:5
9
作者 杨耀山 赵泉 +2 位作者 王建龙 刘健 王鹏 《电光与控制》 北大核心 2017年第12期81-84,共4页
光轴稳定性是决定红外光学系统探测能力的重要指标,以往对光轴稳定性的校核过多地依赖装配和调试过程,在设计阶段缺乏有效的考核手段。以某红外光学系统为研究对象,提出了一种定位光轴敏感镜片和结构模态的方法,基于LOS方程建立光轴偏... 光轴稳定性是决定红外光学系统探测能力的重要指标,以往对光轴稳定性的校核过多地依赖装配和调试过程,在设计阶段缺乏有效的考核手段。以某红外光学系统为研究对象,提出了一种定位光轴敏感镜片和结构模态的方法,基于LOS方程建立光轴偏移量与镜面刚体位移之间的多点约束(MPC)方程,进而得到光轴随温度变化的偏移规律以及在随机振动载荷作用下的响应谱线。通过验证可知,所提方法对复杂光学系统的光轴稳定性设计有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 光电探测 红外光学系统 光轴稳定性 LOS方程 光机集成分析
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微纳卫星高分辨视频相机光机结构设计与试验(特邀) 被引量:5
10
作者 张雷 邵梦旗 +5 位作者 薛志鹏 丛杉珊 刘江 孙美娇 郑晓峰 刘金全 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期52-58,共7页
针对20 kg级微纳光学遥感卫星微型化视频相机要求,详述了其光机系统的设计、装调和试验,以及所使用的集成优化设计技术。该相机采用卡塞格林结合校正镜的光学系统,包括两个反射镜和一个校正镜组,为了获得最优的力热稳定性,反射镜采用了... 针对20 kg级微纳光学遥感卫星微型化视频相机要求,详述了其光机系统的设计、装调和试验,以及所使用的集成优化设计技术。该相机采用卡塞格林结合校正镜的光学系统,包括两个反射镜和一个校正镜组,为了获得最优的力热稳定性,反射镜采用了碳化硅材料。首先,基于20 kg级微纳视频卫星的任务及总体设计,提出了其所搭载的视频相机的指标要求;然后,分别介绍了该视频相机光学和光机结构系统;为了进一步提高轻量化率,在满足光学性能要求的同时,利用光机集成优化方法进行了轻量化设计,优化后光机系统质量仅3.03 kg,整机质量仅4.76 kg,一阶基频120 Hz以上;最后,开展了系统装调和地面力学摸底试验,试验结果表明其动力学性能和稳定性良好。 展开更多
关键词 相机结构 空间视频相机 光机集成优化 微纳遥感卫星 力学性能
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长焦距航空遥感器过载载荷下的光机集成分析 被引量:5
11
作者 徐钰蕾 田海英 刘剑 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第8期154-160,共7页
环境载荷引起的航空遥感器光机系统变形对遥感器的光学系统性能会产生严重的影响。为了评估这种影响,需要一种将结构分析和光学分析相结合的有效手段。利用光机集成分析方法,首先建立了长焦距航空遥感器的有限元模型并进行了静力学分... 环境载荷引起的航空遥感器光机系统变形对遥感器的光学系统性能会产生严重的影响。为了评估这种影响,需要一种将结构分析和光学分析相结合的有效手段。利用光机集成分析方法,首先建立了长焦距航空遥感器的有限元模型并进行了静力学分析,针对整个航空遥感器系统分别给定航向、展向和法向的加速度载荷,仿真分析了航空遥感器在机载飞行中的变形情况,重点分析由环境载荷、支撑结构所导致的各光学元件的表面节点位移变化,并以Zernike多项式为接口拟合各光学元件的镜面变形,将计算出的拟合系数代入光学分析软件对遥感器系统进行光机集成分析,评估指定环境载荷对该遥感器结构的光学系统性能的影响。分析结果表明,该航空遥感器在过载情况下,遥感器整体系统工作状态的光学调制传递函数在空间频率为0~62.5cycle/mm范围内不低于0.16,经光学核算满足成像要求。 展开更多
关键词 光学设计 光机集成分析 航空遥感器 调制传递函数 环境载荷
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大视场高分辨率深海探测变焦光学系统设计 被引量:1
12
作者 王雪峰 颜昌翔 +1 位作者 王晓东 顾志远 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第7期58-64,共7页
为满足深海探测需求,实现深海中更高质量成像,设计了深海专用的连续变焦光学系统,该系统同时具备短焦大视场、高分辨率、高变倍比的特点。根据在深海中使用环境,考虑了深水压对光学窗口挤压变形造成的像质下降,对光学窗口进行光机集成分... 为满足深海探测需求,实现深海中更高质量成像,设计了深海专用的连续变焦光学系统,该系统同时具备短焦大视场、高分辨率、高变倍比的特点。根据在深海中使用环境,考虑了深水压对光学窗口挤压变形造成的像质下降,对光学窗口进行光机集成分析,将面形变化结果以Zernike多项式的形式代入光学系统中进行优化。对水下光学像差特点和变焦系统的设计方法进行研究后,光学系统采用机械式负组补偿变焦方式和像方远心设计方案。该系统工作距为5 m,变焦全程F数恒定为3.0,可实现全视场角5.7°~90°范围内可调,10倍连续光学变焦。变焦系统使用三片非球面,系统总长为260 mm。在208 lp/mm处,整个变焦区域内全视场的调制传递函数值均大于0.3,另外系统各变焦位置的最大畸变均小于3%。所提变焦系统结构紧凑,成像质量良好,变焦曲线平滑,可以满足实际应用的需要。 展开更多
关键词 海洋光学 光学设计 光机集成分析 高分辨率 高变倍比 大视场
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紧凑型红外成像光谱仪光学设计 被引量:5
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作者 袁立银 谢佳楠 +2 位作者 侯佳 吕刚 何志平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期186-191,共6页
为降低成像光谱仪对工作平台体积质量的需求,优化光路布局,提高系统的热适应性,阐述了一种紧凑型红外成像光谱仪的光学系统设计。考虑结构尺寸和像差平衡,光学设计中引入了扩展多项式面型。系统光谱范围为1~3.4μm,F/数为2.86,光谱采样... 为降低成像光谱仪对工作平台体积质量的需求,优化光路布局,提高系统的热适应性,阐述了一种紧凑型红外成像光谱仪的光学系统设计。考虑结构尺寸和像差平衡,光学设计中引入了扩展多项式面型。系统光谱范围为1~3.4μm,F/数为2.86,光谱采样间隔为7.5 nm。光学系统由一个自由曲面三反射镜望远镜和一个基于平面光栅的自由曲面光谱仪组成。望远镜准远心设计,与后方远心光谱仪光瞳匹配,无畸变且像方空间便于其他结构模块布局。光谱仪像质优良,光谱畸变校正良好,像面倾斜得到改善便于探测器布局。从光栅衍射效率设计、杂散光抑制和光机一体化集成镜件设计三方面对该系统作了分析,结果表明系统具有工程可行性。 展开更多
关键词 光学设计 成像光谱仪 扩展多项式 光机集成镜件
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空间相机全铝合金光机结构的设计与分析 被引量:2
14
作者 王上 张星祥 朱俊青 《红外技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期364-370,共7页
提高光机结构的温度适应性对空间相机降低热控难度、提升系统稳定性具有重要意义。根据统一材料结构可以消除系统热差的原理,选用铝合金材料对某可见光波段空间相机的光机结构进行了设计,并完成了实际工况下的工程分析,达到了在20℃... 提高光机结构的温度适应性对空间相机降低热控难度、提升系统稳定性具有重要意义。根据统一材料结构可以消除系统热差的原理,选用铝合金材料对某可见光波段空间相机的光机结构进行了设计,并完成了实际工况下的工程分析,达到了在20℃±15℃均匀温度变化与不同方向重力耦合状态下,像质均满足MTF(modulation transfer function)在71.4 lp/mm处大于0.3的成像指标。采取常用的不同材料搭配方案进行对比分析,相同工况的全铝结构稳定性远优于不同材料方案,验证了统一材料的光机结构在温度适应性方面的优势。 展开更多
关键词 空间相机 光机结构设计 温度适应性 全铝结构 光机集成分析
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大口径八边形钕玻璃片支撑系统的光机集成分析 被引量:3
15
作者 刘志刚 朱健强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期307-312,共6页
控制由机械装夹方式所引入的波前畸变以提高惯性约束聚变(ICF)输出光束的质量,是在大口径钕玻璃片主放大器结构设计中必须考虑的。提出了一种新的有限元变形结果与光学元件面形畸变之间的数据处理方式,并与传统方式进行了对比。基于新... 控制由机械装夹方式所引入的波前畸变以提高惯性约束聚变(ICF)输出光束的质量,是在大口径钕玻璃片主放大器结构设计中必须考虑的。提出了一种新的有限元变形结果与光学元件面形畸变之间的数据处理方式,并与传统方式进行了对比。基于新的数据处理接口,利用光机集成分析方法对大口径八边形钕玻璃片的支撑系统结构设计参数进行优化。优化的结果保证了由支撑系统引起的透过波前畸变小于十分之一波长,同时波前畸变与设计参数变动的相关性最小。 展开更多
关键词 光学设计 惯性约束聚变 光机集成分析 波前畸变 钕玻璃 支撑系统
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激光照射稳定性检测系统集成分析 被引量:1
16
作者 边吉 高天元 +1 位作者 韩旭 高懿冰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第5期350-355,共6页
根据光学设计要求,采用多波段共口径卡氏系统对激光照射稳定性检测系统进行光机结构设计。为保证检测系统在复杂的环境下仍具有较高的检测精度,利用有限元方法对系统结构进行了热力学仿真分析,将各光学元件表面上的节点位移变化代入光... 根据光学设计要求,采用多波段共口径卡氏系统对激光照射稳定性检测系统进行光机结构设计。为保证检测系统在复杂的环境下仍具有较高的检测精度,利用有限元方法对系统结构进行了热力学仿真分析,将各光学元件表面上的节点位移变化代入光机热耦合分析工具Sigfit中进行面形拟合计算。以改进后的Zernike多项式作为光机耦合分析接口,通过Zemax得出光学系统的调制传递函数(MTF)曲线,验证了光机结构设计的合理性。将高低温环境实验数据与集成分析结果对比,对仿真分析过程进行模型修正,进而形成一套完整、准确、适用范围广的光机结构设计方案。 展开更多
关键词 光学设计 光机结构设计 光机集成分析 有限元方法 热力学仿真分析 Zernike多项式拟合
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振动影响航空TDICCD相机像质的集成分析 被引量:1
17
作者 孙宝玉 王俊强 +1 位作者 谷岩 林洁琼 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期337-343,共7页
采用集成建模分析法,研究了航空TDICCD相机的成像质量受到振动载荷激励影响后的变化程度。在振动激励下,光学系统镜面会产生变形和微位移,使光学性能下降。设计了一种采用非球面镜片的航空相机光学系统,建立了航空相机光机系统的有限元... 采用集成建模分析法,研究了航空TDICCD相机的成像质量受到振动载荷激励影响后的变化程度。在振动激励下,光学系统镜面会产生变形和微位移,使光学性能下降。设计了一种采用非球面镜片的航空相机光学系统,建立了航空相机光机系统的有限元模型,对其进行动力学分析,得到振动激励下的各个镜面节点位移量,以Fringe Zernike多项式为接口对镜面变形进行拟合,将拟合得到的12组37项系数输入到光学软件的航空相机光路模型中进行光学性能评价。分析表明,该航空相机光学系统在振动激励下,91 lp/mm分辨率时光学调制传递函数下降了9.7%,像点点列图发生偏移和弥散,需采取相应的减振措施。 展开更多
关键词 航空相机 光机集成分析 Zernike拟合 成像质量
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空间相机波像差灵敏度及集成仿真方法
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作者 薛志鹏 丛杉珊 +3 位作者 孙美娇 张雷 刘金全 于鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期217-223,共7页
针对一种空间相机新型单杆主承力结构,采用波像差灵敏度模型和集成仿真分析两种方法,实现光机结构轻量化设计过程中的系统波像差评价,以保证在力学条件下的成像质量。所提出的波像差灵敏度方法能够基于波像差与失调量的线性关系进行构建... 针对一种空间相机新型单杆主承力结构,采用波像差灵敏度模型和集成仿真分析两种方法,实现光机结构轻量化设计过程中的系统波像差评价,以保证在力学条件下的成像质量。所提出的波像差灵敏度方法能够基于波像差与失调量的线性关系进行构建,对于以相机成像质量为约束条件指导光机结构的优化设计具有重要意义。首先,基于光学系统的失调原理,推导了光学元件失调量与系统波像差的灵敏度模型。然后,采用有限元方法获取力学工况下的节点位移量,并基于最佳拟合(bestfit)方法计算主、次镜的失调量,对失调后的系统进行光学分析得到系统的波像差。最后,针对5 kg级空间光学相机,采用所提出的两种方法进行了建模与分析,并开展了相应的重力工况分析与试验。灵敏度分析方法相对于光机集成软件仿真方法误差为16.8%,所提出的方法能够应用于设计阶段对系统成像性能的快速评估。 展开更多
关键词 微纳卫星 空间相机 光机集成优化 力学性能 波像差
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基于光机集成分析的火情监察红外变焦镜头主动消热差设计
19
作者 尹晶 刘旭 +3 位作者 徐晓影 崔艳群 王强 郭富城 《红外技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1073-1080,共8页
红外变焦监视镜头的F数与焦深相对较小,因此温度变化极易导致离焦现象,导致成像质量下降。本文针对火情监察红外变焦镜头在-40℃~50℃范围内成像清晰的技术要求,采用有限元法分析温度变化下各光学镜片前后镜面的刚体位移与旋转量,将刚... 红外变焦监视镜头的F数与焦深相对较小,因此温度变化极易导致离焦现象,导致成像质量下降。本文针对火情监察红外变焦镜头在-40℃~50℃范围内成像清晰的技术要求,采用有限元法分析温度变化下各光学镜片前后镜面的刚体位移与旋转量,将刚体位移导入至Sigit光机集成分析软件中仿真出温度变化工况下镜头的离焦量,分析结果表明焦距值变量在-0.16~+0.4 mm之间,调焦量为0.108~0.188。针对上述情况,采用两个凸轮两套执行机构来分别控制变倍组和补偿组的移动,实现镜头的主动消热差保证温度变化下成像仍旧清晰。最终通过温度可靠性实验对镜头光学分辨率温度适应性的进行考核,实验结果表明在温度变化过程中空间分辨率均大于30 lp/mm,变焦过程成像质量基本清晰。 展开更多
关键词 火情监察 光机集成分析 红外变焦镜头 主动消热差
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装夹方式及预紧力对透镜像差特性的影响规律
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作者 周蕾 罗欣 刘远 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期498-502,532,共6页
高精度光刻物镜中的光学透镜在自身重力以及装夹预紧力的作用下,面形会发生变化,从而会对光学系统各种像差造成影响。在考虑透镜自重的情况下,研究了镜片夹紧方式及夹紧力对其像差的影响规律。分别在镜片顶面和侧面施加2~6点均布、均... 高精度光刻物镜中的光学透镜在自身重力以及装夹预紧力的作用下,面形会发生变化,从而会对光学系统各种像差造成影响。在考虑透镜自重的情况下,研究了镜片夹紧方式及夹紧力对其像差的影响规律。分别在镜片顶面和侧面施加2~6点均布、均匀载荷,且每种加载情况下夹紧力线性增大,通过有限元仿真计算出各种受力情况下的镜面变形;将变形量数据用66项标准Zernike多项式进行拟合,分析载荷均布点数以及载荷力大小对透镜像差的影响。分析结果表明:各种加载工况下透镜像差中的重要影响项皆为平移、离焦、球差和n-foil(n为均布载荷点数);重要影响项所对应Zernike多项式的系数变化与夹紧力变化呈线性关系。分析结果为补偿透镜像差提供了依据,并能指导像差校正的透镜设计。 展开更多
关键词 光学镜片 装夹方式 光机集成分析 ZERNIKE多项式 有限元
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