寬視場光纖光學(xué)拼接的技術(shù)研究.pdf

1、在天文觀測、空間遙感、光電探測領(lǐng)域，目前所采用的光電捕獲跟蹤瞄準(zhǔn)設(shè)備中，存在大視場和高分辨力的矛盾。在長焦距望遠光學(xué)系統(tǒng)中，分辨力愈高，探測視場相對狹小，不利于快速有效地對目標(biāo)信號進行捕獲跟蹤，如何擴大探測視場成為眾多科研單位的研究課題。 本文擬采用光纖傳像束進行光學(xué)拼接的方法，在保證系統(tǒng)成像質(zhì)量和光學(xué)透過率的前提下，用若干光纖傳像束拼接出大的接收靶面，以擴大儀器跟蹤捕獲視場。目標(biāo)通過望遠光學(xué)系統(tǒng)光路，成像透鏡，成像于傳像束的接

2、收靶面上，因該靶面是由四根傳像束的靶面拼接而成，可實現(xiàn)第一像面的四等分。在每路傳像束后單獨接耦合光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)CCD相機成像，把四幅圖像進行數(shù)字拼接和圖像處理，以實現(xiàn)光纖光學(xué)拼接的目的。實際使用過程中可使像目標(biāo)全視場(拼接視場)的捕獲和分視場跟蹤瞄準(zhǔn)，并滿足系統(tǒng)的實時性要求。 本文詳細論述了傳像束光纖的光學(xué)特性、幾何特性及光纖望遠光學(xué)系統(tǒng)的成像原理，完成光纖耦合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及其機械結(jié)構(gòu)設(shè)計；并通過實驗測得傳像束的分辨力為31lp／

3、mm、光學(xué)透過率為37％，闡述了采用波分復(fù)用技術(shù)來優(yōu)化像束光纖成像質(zhì)量的原理；求得光纖望遠光學(xué)系統(tǒng)的理論成像角分辨率為2.58”，較原系統(tǒng)提高2.62倍，單路傳像束系統(tǒng)的視場為0.24°×0.32°，拼接全視場為0.48°×0.64°。根據(jù)大氣特性、目標(biāo)特性、儀器的光學(xué)特性和CCD噪聲信號來評估得到聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的極限探測能力達5.4等星，而通過外場探測實驗測得聯(lián)調(diào)系統(tǒng)極限探測能力為5.2等星，找出影響探測能力的因素，提出采用光譜濾波法來改進