子孔徑拼接光學(xué)系統(tǒng)的研究.pdf

1、在工作波長給定的衍射極限條件下，光學(xué)系統(tǒng)的分辨率受到入瞳口徑的限制。而研制大型和超大型的光學(xué)系統(tǒng)又受光學(xué)材料、加工、制造成本和運(yùn)載能力等制約，用現(xiàn)有的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)甚至不能使實(shí)現(xiàn)，利用子孔徑拼接可以使光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分散加工、達(dá)到造價(jià)低和保證加工精度等目的。 本文研究了子孔徑拼接光學(xué)系統(tǒng)原理樣機(jī)的設(shè)計(jì)、加工、裝調(diào)以及檢測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)，主要做了以下研究工作： 在分析、比較和歸納有關(guān)文獻(xiàn)和專著的基礎(chǔ)上，本文首先介紹了子孔徑拼接光學(xué)

2、系統(tǒng)研究的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，闡述了子孔徑拼接光學(xué)系統(tǒng)的成像特點(diǎn)：提出以光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)方式評(píng)價(jià)子孔徑拼接光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)，分析了不同孔徑布局對(duì)光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)產(chǎn)生的影響，并根據(jù)光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)的變化對(duì)子孔徑布局進(jìn)行了研究。 在存在中心遮攔的子孔徑拼接光學(xué)系統(tǒng)中，中心遮攔不僅會(huì)使能量降低而且會(huì)對(duì)其像質(zhì)產(chǎn)生影響，本文在環(huán)形衍射理論基礎(chǔ)上，建立了具有中心遮攔光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，編制了應(yīng)用軟件內(nèi)嵌程序，分析了不同中心遮攔

3、比對(duì)光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)的影響，為光學(xué)系統(tǒng)中心遮攔比合理選擇提供了依據(jù)。并利用計(jì)算結(jié)果與軟件內(nèi)嵌程序模擬仿真結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了內(nèi)嵌程序的正確性。 針對(duì)卡塞格林式光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)型的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用球面代替非球面，擴(kuò)大了光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)，使其更適于子孔徑拼接，便于子孔徑的加工、裝調(diào)與檢測(cè)。 分析了不同F(xiàn)/＃與相同F(xiàn)/＃光學(xué)系統(tǒng)子孔徑布局對(duì)光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)的影響。結(jié)果表明當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果接近衍射極限時(shí)，軟件模擬仿真結(jié)果與實(shí)際情況越接

4、近，為子孔徑拼接的原理仿真實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)。 針對(duì)子孔徑拼接原理樣機(jī)的應(yīng)用提出了一種新型“Comwell+環(huán)面”的子孔徑布局，確定為子孔徑拼接原理樣機(jī)的孔徑布局；并針對(duì)孔徑布局對(duì)光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)的影響進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與軟件模擬仿真的結(jié)果一致，驗(yàn)證了模擬仿真的可靠性。 對(duì)子孔徑拼接原理樣機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的性能參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，選擇了改進(jìn)型卡塞格林式光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行優(yōu)化得到了有利于雜散光消除的光學(xué)系統(tǒng)。對(duì)原理樣機(jī)中的雜散