超光譜成像儀前置成像物鏡設(shè)計.pdf

1、大相對孔徑意味著超光譜成像儀有大信息量和強集光能力，也意味著設(shè)計難度的增大，是人們不懈追求的方向。大相對孔徑超光譜成像儀要求有大相對孔徑的前置成像物鏡與其匹配，否則它的大相對孔徑優(yōu)勢不能得到充分發(fā)揮，本文以此為出發(fā)點致力于大相對孔徑前置成像物鏡的研究。 第一章介紹超光譜成像儀的原理和開展前置成像物鏡研究的必要性。 第二章從超光譜成像儀的技術(shù)指標和應(yīng)用要求出發(fā)，確定前置成像物鏡的技術(shù)指標；根據(jù)確定的技術(shù)指標及其與一般望遠物

2、鏡的區(qū)別進行結(jié)構(gòu)選型，綜合分析和比較折反系統(tǒng)、共軸反射系統(tǒng)以及離軸反射系統(tǒng)，選擇無中間像的離軸三反射鏡系統(tǒng)作為前置成像物鏡的結(jié)構(gòu)型式，它具有寬波段、結(jié)構(gòu)緊湊、像方遠心及后工作距離長的特點。 第三章簡要介紹二次曲面和自由曲面的定義；然后，給出利用共軸三反射鏡系統(tǒng)初級像差理論，求解初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法和結(jié)果。根據(jù)技術(shù)指標，采用不同面型并借助Code V光學(xué)設(shè)計軟件優(yōu)化設(shè)計三個滿足技術(shù)指標和像質(zhì)要求的方案。結(jié)合當(dāng)前加工工藝進行分析比較，

3、指出次鏡為球面的方案，有利于加工，且成本低；自由曲面方案結(jié)構(gòu)緊湊，成像質(zhì)量達到衍射極限，但目前加工成本還比較高。 第四章簡要介紹空間編碼超光譜成像儀的原理，針對該系統(tǒng)的矩形面視場要求，給出分別采用二次曲面和自由曲面的前置成像物鏡設(shè)計結(jié)果。 第五章介紹離軸三反射鏡系統(tǒng)的公差制定方法，給出第三章中的次鏡為球面方案的公差分析，得到了符合當(dāng)前加工工藝要求的公差分配結(jié)果，并給出加工檢測方法。另外探討和分析了自由曲面方案的公差分配。