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题名轴对准测试系统光机热集成分析
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作者
陈媛
王劲松
王浩
张云川
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机构
长春理工大学光电工程学院
长春理工大学中山研究院
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出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2024年第11期1235-1244,共10页
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基金
吉林省重点科技研发项目(20180201025GX)。
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文摘
轴对准测试系统是一种应用大口径平行光管法来测量光轴平行性的重要仪器,系统焦距为4800mm,口径为600mm。在测试过程中,由于焦距长、口径大,环境温度的变化引起的各元件的微小变形都会影响系统的成像质量及测试精度。因此,需要对该系统进行光机热集成分析。建立了轴对准测试系统的有限元分析模型,分析了稳态温度场、温度梯度场下系统的热变形,利用Zernike多项式对热变形后的镜面进行面型拟合,将拟合系数导入光学设计软件,得到不同温度变化下对轴对准测试系统的影响,通过实验验证了仿真结果的准确性。结果表明:稳态温度场下,在设计参数要求的温度范围内,光学系统波像差均小于λ/10(λ=632.8 nm),光轴平行性检测精度满足0.02 mrad;温度梯度场对系统影响更大,需将系统内外温差控制在±3℃内。
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关键词
轴对准测试系统
光机热集成分析
有限元分析
ZERNIKE多项式
面型精度
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Keywords
axis alignment test system
optical-mechanical thermal integration analysis
finite element analysis
Zernike polynomials
face shape accuracy
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分类号
TH74
[机械工程—光学工程]
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题名一种用于光机热集成分析的新方法——干涉图插值法
被引量：6
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作者
刘勺斌
杨洪波
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机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《应用光学》
CAS
CSCD
2007年第5期553-558,共6页
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文摘
Zernike多项式是光机热集成分析中实现光、机、热各分析软件之间数据传递的重要工具。许多光学元件表面形状并不满足Zernike多项式的正交性条件,使有限元分析不能精确拟合光学元件表面变形及变形产生的各项像差。讨论影响Zernike正交性的几个因素,详细介绍将有限元分析得到的光学表面变形数据导入光学分析软件的一种新方法——干涉图插值法。该方法避开Zernike多项式拟合,在去除镜面刚体位移后将镜面畸变精确地表示成干涉图数据,直接生成数据接口。
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关键词
ZERNIKE多项式
干涉图插值法
正交性
有限元分析
光机热集成分析
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Keywords
Zernike polynomial
interferogram interpolation
orthogonality
finite elementanalysis： thermal/mechanicall/optical integrated analysis
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分类号
O439
[机械工程—光学工程]
TH744
[机械工程—光学工程]
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题名Hα与白光望远镜的光机热一体化分析
被引量：5
- 3
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作者
吴明长
杨世模
陈志远
古学东
王慎
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机构
中国科学院国家天文台空间天文技术实验室
中国科学院研究生院物理学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2009年第6期1072-1078,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10878018)
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文摘
为了实现对空间光机系统在复杂环境下光学性能的快速评估,介绍了光机热一体化分析方法的原理和流程,以及在该原理基础上研发的光机热分析软件的主要算法和功能,阐述了作为其关键部分的光机热数据接口问题。以Hα和白光望远镜(HWT)为例,计算出该望远镜在不同系统温度下的光机热一体化分析结果。给出的光学传递函数和波像差变化结果表明:在不同系统温度下,HWT望远镜光学性能将发生相应变化。当系统温度约为20℃时,系统性能最佳,其波像差约为λ/10。当系统温度在15～25℃之间时,系统波像差约优于λ/6。基于光机热一体化分析方法的原理,给出了适用于空间光机系统的一套可行的技术途径。
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关键词
光机热一体化分析
数据接口
有限元模型
弹性变形
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Keywords
integrated optical-structural-thermal analysis
Data interface
finite element model
Elastic deformation
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分类号
O436
[机械工程—光学工程]
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题名全金属反射光学系统主镜的集成分析
被引量：3
- 4
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作者
任栖锋
沈忙作
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机构
中国科学院光电技术研究所
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出处
《光电工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第12期55-58,共4页
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文摘
光学集成分析是对外界力或热作用下系统光学性能的分析.全金属反射光学系统主镜的集成分析包括:在AutoCAD和Pro/E中进行结构设计,建立模型,于Ansys中进行有限元分析,在 Zemax中进行光学分析.分析结果表明,横向20g加速度作用下主镜轴向变形最大,为0.869E-6m;轴向20g加速度作用下主镜的应力最大,为1.19MPa;在重力作用下,系统最大波前值分别为0.0387λ,在系统对光学性能0.05λ 的要求范围内;在5～20g加速度范围内,主镜变形对系统RMS点尺寸的影响成近似的线性;近轴视场内,横向加速度对系统RMS点尺寸的影响比轴向的略小.光学集成分析可为光学系统的设计与评价提供更确切的依据.
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关键词
全反射光学系统
结构分析
热分析
光学性能分析
有限元法
光学集成分析
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Keywords
Reflecting optical system
Structure analysis
thermal analysis
optical performance analysis
finite element method
integrated optical analysis
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分类号
TH703
[机械工程—精密仪器及机械]
TB851
[一般工业技术—摄影技术]
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题名红外窗口热变形对零位检测成像质量影响分析
被引量：2
- 5
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作者
王劲松
侯升日
柳鸣
曹维国
王立秋
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机构
长春理工大学
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出处
《红外技术》
CSCD
北大核心
2015年第9期769-773,共5页
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文摘
针对一个双层红外窗口进行了完整地光机热集成分析,包括结构设计、结构有限元分析以及热光学特性分析。利用MSC Nastran和Hypermesh对光机结构系统在轴向温度梯度场下进行热弹性分析。分析可知双层红外窗口的最大位移形变量为1.01×10-1 mm,将有限元节点位移信息代入Zemax中,光学系统在9.0 lp/mm处最终的MTF依然在0.2左右,符合设计需求,验证了所设计使用的双层红外窗口的热光学适应性。
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关键词
双层红外窗口
有限元分析
光机热集成
MSC
NASTRAN
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Keywords
MSC Nastran
double infrared window
finite element analysis
thermal structural optical integration
MSC Nastran
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分类号
TJ06
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
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题名空基跟踪平台变焦镜头光机热集成分析
被引量：3
- 6
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作者
杜伟峰
刘永志
高文杰
胡雄超
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机构
上海航天控制技术研究所
火箭军装备部驻天津地区军事代表室
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出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期615-622,共8页
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基金
高分青年基金项目(No.GFZX04061502)资助。
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文摘
针对空基光电跟踪平台可见光变焦镜头进行光机结构设计及光机热集成分析。依据跟踪镜头-20~50℃的温度适应性指标要求,对变焦镜头进行光机集成分析。首先,建立了变焦镜头的有限元模型。其次,采用Patran软件对光机系施加温度载荷计算镜头的热弹性变形,利用Nastran软件计算个各光学元件镜面节点变形后的点云刚体位移。最后,采用Sigfit光机接口软件分析温度载荷工况下各光学组件镜面Zernike系数,将分析结果导入Zemax中考核镜片面型变化以及刚体位移变化对MTF的影响。分析结果表明:在-20~50℃的温度载荷下,光学系统全视场的MTF@100 lp/mm值均大于0.3,满足技术指标要求。最后通过温度可靠性实验对变焦镜头的温度适应能力以及光机集成分析准确性进行实验。
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关键词
变焦镜头
光机热集成分析
有限元分析
ZERNIKE多项式
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Keywords
zoom lens
thermal structure optical integrated analysis
finite element analysis
Zernike polynomials
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分类号
O439
[机械工程—光学工程]
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