亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        用于折反式紅外光學(xué)系統(tǒng)的輔助裝調(diào)鏡設(shè)計(jì)

        2015-06-09 22:46:39楊子建騰國奇
        應(yīng)用光學(xué) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:次鏡鏡組干涉儀

        胡 博,楊子建,陳 姣,高 婧,騰國奇,張 博,于 躍

        (西安應(yīng)用光學(xué)研究所,陜西 西安 710065)

        ?

        用于折反式紅外光學(xué)系統(tǒng)的輔助裝調(diào)鏡設(shè)計(jì)

        胡 博,楊子建,陳 姣,高 婧,騰國奇,張 博,于 躍

        (西安應(yīng)用光學(xué)研究所,陜西 西安 710065)

        針對(duì)大口徑折反射紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中正主、次鏡的像差為單獨(dú)校正,無法實(shí)現(xiàn)高精度調(diào)試的問題,提出設(shè)計(jì)一套可見光波段輔助裝調(diào)鏡的方法,輔助鏡用于補(bǔ)償主次鏡之間的像差,完成高精度裝調(diào)。輔助透鏡研制過程中,嚴(yán)格控制加工精度,減少對(duì)系統(tǒng)精度的影響。采用ZYGO干涉儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,波像差實(shí)際值為0.3λ,設(shè)計(jì)值0.14λ。最后,更換中繼透鏡組,光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量達(dá)到紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的要求。

        紅外光學(xué)系統(tǒng);輔助透鏡;光學(xué)設(shè)計(jì);裝調(diào)

        引言

        紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是一種采用被動(dòng)方式工作的成像探測設(shè)備,具有隱蔽性好,不怕電子干擾,精度高,而且具有一定的穿透煙、霧、霾、雪以及識(shí)別偽裝的能力,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離-全天候觀察,尤其適用于夜間及不良?xì)庀髼l件下的目標(biāo)探測[1-3]。為提高光學(xué)系統(tǒng)的探測距離,大口徑長焦距紅外光學(xué)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。受限于紅外光學(xué)材料的影響,大口徑光學(xué)系統(tǒng)往往采用折反射光學(xué)結(jié)構(gòu)。折反式紅外系統(tǒng)采取反射物鏡加折射中繼透鏡組形式,反射式物鏡在裝調(diào)時(shí)精確要求高,公差嚴(yán)格。在設(shè)計(jì)階段往往考慮整個(gè)系統(tǒng)的像差校正,反射物鏡沒有單獨(dú)校正像差,特別是針對(duì)紅外系統(tǒng),當(dāng)不具備紅外測試設(shè)備時(shí), 無法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)開展相應(yīng)的高精度調(diào)試[4]。

        基于以上問題,本文提出設(shè)計(jì)輔助裝調(diào)組的思路,根據(jù)待調(diào)系統(tǒng)的要求,設(shè)計(jì)配套使用的輔助鏡,該輔助鏡設(shè)計(jì)為可見光波段,利用干涉儀實(shí)現(xiàn)紅外主、次鏡的高精度裝調(diào),最終保證整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的性能。

        1 光學(xué)系統(tǒng)及調(diào)試方案

        1.1 光學(xué)搜索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        采用折反射光學(xué)系統(tǒng),具體指標(biāo)見表1所示,具體的光路仿真如圖1所示。設(shè)計(jì)中采用卡塞格林反射式物鏡加中繼透鏡組的光學(xué)結(jié)構(gòu),保證光闌100%匹配,抑制系統(tǒng)雜散光。主次鏡均為二次曲面,中繼透鏡組均為球面透鏡,有利于光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)。在-40°~50°溫度范圍內(nèi),利用中繼透鏡組中的單透鏡軸向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)調(diào)焦功能。

        表1 光學(xué)數(shù)據(jù)

        圖1 紅外光學(xué)系統(tǒng)圖Fig.1 Infrared optical system

        1.2 輔助裝調(diào)思路

        紅外搜索光學(xué)系統(tǒng)由主、次鏡及中繼透鏡組成,針對(duì)此類型的系統(tǒng)裝調(diào),一般分為2個(gè)部分:1) 主、次反射鏡裝調(diào);2) 中繼鏡組裝調(diào)。完成相應(yīng)部分的裝調(diào)后,將整個(gè)系統(tǒng)連接起來,進(jìn)行整體的調(diào)試。

        中繼鏡組裝調(diào)時(shí),采用中心偏測量儀、深度尺、電子測厚儀等設(shè)備,保證透鏡之間的間隔、光軸共軸性滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)[5-6]。

        主次鏡裝調(diào)時(shí),由于設(shè)計(jì)過程中主、次鏡像差未單獨(dú)校正,像差過大導(dǎo)致無法使用干涉儀進(jìn)行調(diào)試。干涉儀工作波段為可見光范圍,也無法將中繼透鏡連接起來組合調(diào)試。針對(duì)這種情況,文章提出設(shè)計(jì)一組可見光輔助裝調(diào)鏡,利用可見光鏡組補(bǔ)償主、次鏡像差,使組合系統(tǒng)的成像質(zhì)量良好,達(dá)到使用ZYGO干涉儀進(jìn)行調(diào)試的狀態(tài)。完成主、次鏡調(diào)試后,用中繼透鏡替換輔助鏡,最終完成整個(gè)系統(tǒng)的裝調(diào)。

        由于長波紅外是可見光波長的(10~15)倍,波像差評(píng)價(jià)時(shí)基于可見光工作波段,當(dāng)轉(zhuǎn)換到長波紅外工作波段時(shí),其數(shù)據(jù)精度將提升(10~15)倍,理論分析完全滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求。

        2 輔助鏡組設(shè)計(jì)

        2.1 調(diào)試原理

        利用干涉儀進(jìn)行主、次鏡裝調(diào)如圖2所示。首先將主、次鏡同輔助透鏡聯(lián)合成組合系統(tǒng),然后將待測系統(tǒng)、干涉儀、平面反射鏡組成圖2調(diào)試光路,調(diào)節(jié)次鏡軸向位置、傾斜,以輔助鏡組作為中間傳遞環(huán)節(jié),以波像差數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)開展主、次鏡高精度調(diào)試[7]。

        圖2 系統(tǒng)測試圖Fig.2 Alignment diagram of system

        2.2 輔助鏡組設(shè)計(jì)

        根據(jù)上述調(diào)試方法,要求組合系統(tǒng)的光路應(yīng)該涵蓋主鏡全口徑,并且光機(jī)結(jié)構(gòu)不能同測試儀器發(fā)生干涉。除此外,輔助鏡組在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下6點(diǎn):

        1) 輔助鏡組的光學(xué)元件數(shù)量盡可能少;

        2) 設(shè)計(jì)時(shí)考慮軸上視場;

        3) 光路覆蓋組合系統(tǒng)全口徑;

        4) 同干涉儀工作波段保持一致(單波長);

        5) 嚴(yán)格控制輔助鏡的光學(xué)性能;

        6) 嚴(yán)格控制輔助鏡的安裝位置精度。

        基于上述要求,本文完成了可見光輔助鏡組的設(shè)計(jì),具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)見表2所示,組合系統(tǒng)光路見圖3所示。輔助鏡組由3片透鏡組成,材料采用普通的ZF6。設(shè)計(jì)圖紙對(duì)光學(xué)零件參數(shù)提出高要求,也對(duì)透鏡之間的間隔公差提出嚴(yán)格要求,保證輔助鏡的精度。

        表2 輔助系統(tǒng)光學(xué)參數(shù)

        圖3 光路系統(tǒng)圖Fig.3 Optical path of system

        3 調(diào)試數(shù)據(jù)

        基于實(shí)際加工的輔助透鏡,光機(jī)裝調(diào)模型如圖4所示。輔助鏡組的機(jī)械接口同中繼透鏡組的機(jī)械接口相同,以便調(diào)試結(jié)束后更換中繼透鏡組。

        圖4 光機(jī)模型Fig.4 Opto-mechanical model

        在實(shí)際的調(diào)試中,由于主鏡與鏡框存在安裝應(yīng)力,測試主鏡面型PV值達(dá)到1λ,對(duì)調(diào)試數(shù)據(jù)的PV值有較大影響[8],組合系統(tǒng)波像差的設(shè)計(jì)和調(diào)試值見表3所示。完成調(diào)試后,更換了中繼透鏡組,對(duì)外界目標(biāo)進(jìn)行成像測試,圖像清晰,滿足使用要求。

        表3 波像差數(shù)據(jù)

        4 結(jié)論

        針對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng),文章提出設(shè)計(jì)可見光輔助裝調(diào)鏡的思路,利用可見光鏡組補(bǔ)償主、次鏡像差,使組合系統(tǒng)的成像質(zhì)量良好,使用ZYGO干涉儀對(duì)組合系統(tǒng)調(diào)試,然后更換中繼透鏡組,解決了反射物鏡沒有單獨(dú)校正像差,調(diào)試時(shí)無法精確定位的問題。該思路作為參考,可拓展到多光譜共光路光學(xué)系統(tǒng)中,對(duì)共用部分或者光路分光后的獨(dú)立光路,可采用輔助鏡的設(shè)計(jì)思路協(xié)助光機(jī)裝調(diào),完成相關(guān)的調(diào)試工作。

        [1] Bai Xuefu,Liang Yonghui,Jiang Wenjie. Key techniques and prospects of infrared search and tracking systems[J].National Defense Science & Technology,2007(1): 34-36. 白學(xué)福,梁永輝,江文杰. 紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展前景[J]. 國防科技, 2007(1): 34-36.

        [2] Wang Helong,Chen Hongliang,He Lei,et al. Developmentanalysis of airborne optical-electronic detectionand countermeasure system[J].Infrared and Laser Engineering, 2008,37(S3): 315-318. 王合龍,陳洪亮,何磊,等. 機(jī)載光電探測與對(duì)抗系統(tǒng)發(fā)展淺析[J]. 紅外與激光工程, 2008,37(S3): 315-318.

        [3] Liu Zhongling,Yu Zhenhong. Status and development trend of infrared search and track system [J]. Modern Defence Technology,2014,42(2):95-98. 劉忠領(lǐng),于振紅. 紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 現(xiàn)代防御技術(shù),2014,42(2):95-98.

        [4] Zhou Fengli,Li Xin,Dong Xuyong,et al.Alignment of Cassegrain infrared optics system[J]. Opto-Electronic Engineering,2011,38(7):141-144. 周鳳利,李辛,董續(xù)勇,等. 卡塞格林紅外光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)技術(shù)研究[J].光電工程,2011,38(7):141-144.

        [5] Zhang Quan,Luo Jinfeng.The measurement of decentration for reflective optical system[J].Optical Instruments,2008, 30(5):5-8. 張泉,羅勁峰.反射式光學(xué)系統(tǒng)中心偏的測量[J].光學(xué)儀器,2008,30(5):5-8.

        [6] Gao Zhirong.The design and use of high precision off-center measurement system [J]. Journal of Xi’an Technological University,1983,10(3):40-48. 高志榮.高精度中心偏測量儀的設(shè)計(jì)和使用[J].西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1983,10(3):40-48.

        [7] Jiang Feng ,Bai Bo,Zhang Jinliang,et al.Intergration technology of stabilized electro-optical sight system[J]. Journal of Applied Optics,2007,28(2):156-158. 姜峰,白波,張錦亮,等. 光電穩(wěn)瞄系統(tǒng)裝調(diào)的關(guān)鍵技術(shù)[J].應(yīng)用光學(xué),2007,28(2):156-158.

        [8] Yi Hengyu,Qi Yu,Chen Menxue,et al.Computer aided alignment method for optical system[J].Optics & Optoelectronic Technology,2012,10(3):55-60. 易亨瑜,齊予,陳門雪,等 光學(xué)系統(tǒng)輔助裝調(diào)技術(shù)研究[J].光學(xué)與光電技術(shù),2012,10(3):55-60.

        Assistant alignment lens design for catadioptric infrared optical system

        Hu Bo, Yang Zijian, Chen Jiao, Gao Jing, Teng Guoqi, Zhang Bo, Yu Yue

        (Xi’an Institute of Applied Optics,Xi’an 710065,China)

        During the designing process for large diameter catadioptric infrared, the aberrations of primary and secondary mirrors are calibrated separately, which makes the precise alignment difficult. For this problem,an assistant alignment lens used for infrared optical system was designed, which could compensate the aberrations to accomplish system alignment with high-precision. The manufacture precision of assistant alignment lens was exactly controlled to reduce error caused by itself in manufacturing process.The designed wave aberration data of system is 0.14λ and the practical data is 0.3λ after operated using ZYGO interferometer. At last, the secondary imaging lens was used in stead of assistant alignment lens.The result shows that the image quality of the optical system can satisfy the demand of infrared search and tracking system.

        infrared optical system;assistant lens;optical design; alignment

        1002-2082(2015)06-0864-04

        2015-08-13;

        2015-10-09

        胡博(1980-),男,陜西長安人,碩士,高級(jí)工程師,主要從事光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

        E-mail:hubo205@163.com

        TN216

        A

        10.5768/JAO201536.0601008

        猜你喜歡
        次鏡鏡組干涉儀
        基于彗差和像點(diǎn)偏移的大口徑望遠(yuǎn)鏡次鏡姿態(tài)校正
        基于改進(jìn)的邁克爾遜干涉儀對(duì)熱變形特性的研究
        0.01%阿托品滴眼液控制青少年近視的效果及對(duì)調(diào)節(jié)功能的影響
        用于原子干涉儀的光學(xué)鎖相環(huán)系統(tǒng)
        基于鏡組準(zhǔn)直的激光干涉儀快速對(duì)光方法研究
        非對(duì)稱干涉儀技術(shù)及工程實(shí)現(xiàn)
        空間相機(jī)次鏡在軌校正仿真分析
        帶擺鏡的制冷型中波紅外像方掃描光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        基于最優(yōu)模糊的均勻圓陣干涉儀測向算法
        大型光學(xué)載荷次鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及誤差分配
        久久精品视频91| 欧美亚洲国产一区二区三区| 又粗又硬又黄又爽的免费视频 | 国产啪精品视频网给免丝袜| 日韩精品一区二区三区在线观看的| 女同三级伦理在线观看| 18黑白丝水手服自慰喷水网站| 亚洲AV日韩AV永久无码电影| 久久久亚洲精品一区二区| 国产自产二区三区精品| 国产69精品久久久久久久| 精品国产一区二区三区19| 美腿丝袜一区二区三区| 中文字幕亚洲视频一区| 国内精品视频在线播放不卡| 欧美日本国产三级在线| 中文字幕一区二区三区在线看一区| 亚洲精品粉嫩美女一区| 欧美精品一区二区蜜臀亚洲| 91华人在线| 99久久婷婷国产精品综合网站| 国产av无码国产av毛片| 亚洲国产理论片在线播放| 丰满少妇高潮在线观看| 国产亚洲一区二区三区| 久久丫精品国产亚洲av不卡 | 色哟哟av网站在线观看| 国产一区二区三区最新地址 | 国产精品人妻熟女男人的天堂| 婷婷五月婷婷五月| 精品免费福利视频| 精品奇米国产一区二区三区| 日本熟妇人妻xxxx| 久久久久亚洲av无码专区| 男女在线免费视频网站| 久久精品国产91精品亚洲| 久久中文字幕无码专区| 日韩AV无码中文无码AV| 亚洲精品在线免费视频| 国产顶级熟妇高潮xxxxx| 国产成人精品曰本亚洲|