激光與可見光、紅外三光軸瞄準(zhǔn)偏差測試技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著光電技術(shù)不斷提高，越來越多的現(xiàn)代光電測量設(shè)備趨于包含激光、電視、紅外等多個(gè)光學(xué)通道，且研制多波段多通道相結(jié)合的光電系統(tǒng)日益成為當(dāng)代光電設(shè)備的發(fā)展趨勢。若多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)同時(shí)瞄準(zhǔn)某一目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測量時(shí)，不同光軸間因不平行性問題無法保證測量結(jié)果的一致性，從而致使光電設(shè)備對目標(biāo)的觀測、對準(zhǔn)及打擊等性能下降。于是，需要進(jìn)一步提升多波段多光軸光電設(shè)備對目標(biāo)的跟蹤與攻擊能力，使其完成準(zhǔn)確搜索、觀測和瞄準(zhǔn)，故對于多光譜多光軸光電系統(tǒng)光軸一致性

2、測試技術(shù)研究有著非常重要的促進(jìn)作用和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題總結(jié)和歸納國內(nèi)外光軸一致性測試技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，通過分析、研究及對比當(dāng)前幾種經(jīng)常使用的多光軸一致性測試方法，提出了一種適用于外場條件下可完成激光、可見光及紅外光軸間的光軸一致性測試及校準(zhǔn)的方法。該測試方法以1.064μm激光作為測試系統(tǒng)的基準(zhǔn)光軸，通過多光譜硫化鋅靶標(biāo)和可見光/紅外寬光譜光源相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)可見光及紅外模擬目標(biāo)，可用來進(jìn)行測試系統(tǒng)的光軸一致性的自校準(zhǔn);

3、采用攝遠(yuǎn)透射式光學(xué)結(jié)構(gòu)，避免光學(xué)系統(tǒng)遮攔問題，改善透過率，簡化測試系統(tǒng)體積，更好地適于外場條件下對多波段光電設(shè)備的光軸一致性的檢校。
　　針對論文中所提出的外場環(huán)境下激光、可見光及紅外三光軸一致性的測試及校準(zhǔn)方法，通過分析測試系統(tǒng)的工作環(huán)境和技術(shù)指標(biāo)后，確定了測試光學(xué)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)。論文選取攝遠(yuǎn)型光學(xué)系統(tǒng)為基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了激光、可見光與長波紅外波段焦距均為680mm，口徑為230mm的折射式三波段共口徑光學(xué)系統(tǒng)，且系統(tǒng)的軸向最

4、大尺寸為510mm，徑向最大尺寸為393mm。通過光學(xué)材料特性間的合理組合及光焦度分配，提高系統(tǒng)像質(zhì);并結(jié)合非球面和衍射光學(xué)元件簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，長波紅外系統(tǒng)在空間分辨率為17lp/mm時(shí)，調(diào)制傳遞函數(shù)達(dá)到0.4。激光、可見光系統(tǒng)在空間分辨率107lp/mm時(shí)，調(diào)制傳遞函數(shù)分別達(dá)到0.3和0.5，且各系統(tǒng)的成像質(zhì)量均達(dá)到衍射極限。經(jīng)過對測試系統(tǒng)進(jìn)行公差分析及測量不確度分析，可確保光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)后的可實(shí)現(xiàn)性。與此同時(shí)，根據(jù)測試實(shí)驗(yàn)