子孔徑拼接光學系統(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系統(tǒng)又受光學材料、加工、制造成本和運載能力等制約，用現(xiàn)有的技術很難實現(xiàn)甚至不能使實現(xiàn)，利用子孔徑拼接可以使光學系統(tǒng)實現(xiàn)分散加工、達到造價低和保證加工精度等目的。 本文研究了子孔徑拼接光學系統(tǒng)原理樣機的設計、加工、裝調以及檢測中的關鍵技術，主要做了以下研究工作： 在分析、比較和歸納有關文獻和專著的基礎上，本文首先介紹了子孔徑拼接光學

2、系統(tǒng)研究的意義，國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，闡述了子孔徑拼接光學系統(tǒng)的成像特點：提出以光學調制傳遞函數(shù)方式評價子孔徑拼接光學系統(tǒng)的像質，分析了不同孔徑布局對光學系統(tǒng)調制傳遞函數(shù)產生的影響，并根據(jù)光學調制傳遞函數(shù)的變化對子孔徑布局進行了研究。 在存在中心遮攔的子孔徑拼接光學系統(tǒng)中，中心遮攔不僅會使能量降低而且會對其像質產生影響，本文在環(huán)形衍射理論基礎上，建立了具有中心遮攔光學系統(tǒng)的數(shù)學模型，編制了應用軟件內嵌程序，分析了不同中心遮攔

3、比對光學系統(tǒng)像質的影響，為光學系統(tǒng)中心遮攔比合理選擇提供了依據(jù)。并利用計算結果與軟件內嵌程序模擬仿真結果的對比，驗證了內嵌程序的正確性。 針對卡塞格林式光學系統(tǒng)進行了改進型的優(yōu)化設計，使用球面代替非球面，擴大了光學系統(tǒng)的視場，使其更適于子孔徑拼接，便于子孔徑的加工、裝調與檢測。 分析了不同F(xiàn)/＃與相同F(xiàn)/＃光學系統(tǒng)子孔徑布局對光學調制傳遞函數(shù)的影響。結果表明當光學系統(tǒng)設計結果接近衍射極限時，軟件模擬仿真結果與實際情況越接

4、近，為子孔徑拼接的原理仿真實驗提供了依據(jù)。 針對子孔徑拼接原理樣機的應用提出了一種新型“Comwell+環(huán)面”的子孔徑布局，確定為子孔徑拼接原理樣機的孔徑布局；并針對孔徑布局對光學系統(tǒng)調制傳遞函數(shù)的影響進行了檢測，檢測結果與軟件模擬仿真的結果一致，驗證了模擬仿真的可靠性。 對子孔徑拼接原理樣機光學系統(tǒng)的性能參數(shù)進行了計算，選擇了改進型卡塞格林式光學系統(tǒng)的結構，并進行優(yōu)化得到了有利于雜散光消除的光學系統(tǒng)。對原理樣機中的雜散