百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 被引量：3

1

作者 丁小昆 胡晓东 +1 位作者 王维科 魏青 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期241-246,共6页

以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大... 以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大误差。从圆孔的夫琅和费衍射出发,推导具有百叶遮光罩的卡塞格林光学系统的衍射强度分布,证明了百叶遮光罩的衍射效应会对卡塞格林光学系统能量集中度产生较大影响。通过在Zemax中建立的光学系统模型分析表明,百叶遮光罩的衍射效应引起卡塞格林光学系统能量集中度的降低值是遮拦效应的3倍以上,并且叶片数量或厚度的增减都会引起能量集中度的显著下降。为百叶遮光罩的设计提供了理论依据和精确模型。 展开更多

关键词 星敏感器 卡塞格林系统 百叶遮光罩 能量集中度 衍射效应

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卡塞格林系统的杂散辐射分析 被引量：5

2

作者 栗洋洋 刘琳 +1 位作者 彭晴晴 杨加强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期987-991,共5页

卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,... 卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,并在杂散光分析软件TracePro中建立了系统的光机模型,对系统进行杂散光追迹。然后分析得出系统的外部杂散辐射和内部杂散辐射对系统的影响,得到系统的点源透过率,并据此指标评价系统的杂散光抑制水平。最后,针对系统的杂散辐射,设计了遮光罩并提出其他杂散防护措施。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 杂散辐射 光线追迹 点源透过率

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经典卡塞格林系统热差分析 被引量：6

3

作者 许求真 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期435-441,共7页

对纯反射的经典卡塞系统,推导出了热差的数学解析式,用解析式分析计算了三种典型情形,并同步用ZEMAX软件进行了模拟演算。结果表明:当材料选择不当时,将会产生很大的热差;当反射镜材料和结构件材料的膨胀系数值相同时,热差恒为零。

关键词 热差 经典卡塞格林系统 红外导引头

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用计算全息法检测卡塞格林系统主镜 被引量：3

4

作者 王兆明 张继友 +2 位作者 栗孟娟 阴刚华 李凌 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期114-119,共6页

为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的... 为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的概念快速建立非球面检测模型,针对卡塞格林系统主镜中心开孔的特点,通过加入同轴载波实现了衍射次级的完全分离,相比目前常用的倾斜载波方法简化了相位量化复杂度,数值仿真计算出了最优的台阶深度,降低了加工难度。给出了相应的设计方法及实例,研制投产了CGH。测试得到主镜面形的均方根误差为0.018λ,并与传统补偿器结果(RMS=0.019λ)进行对比,两者测试结果吻合,验证了该设计与检测方法的正确性,该设计方法简单快捷,适用于卡塞格林光学系统主镜面形检测。 展开更多

关键词 计算全息 非球面检测 卡塞格林光学系统

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一种卡塞格林反射系统的光机结构设计与分析 被引量：1

5

作者 高世林 魏梦琦 +3 位作者 张赛 李书培 温庆荣 徐明轩 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1136-1140,共5页

本文介绍了一种卡塞格林反射系统(以下简称卡式组件或卡式系统)的光机结构设计与分析。首先根据设计输入,进行指标分解,完成卡式组件的光机结构设计。然后通过公差分析和仿真分析对设计进行迭代和验证。最后通过环境试验来验证加工装调... 本文介绍了一种卡塞格林反射系统(以下简称卡式组件或卡式系统)的光机结构设计与分析。首先根据设计输入,进行指标分解,完成卡式组件的光机结构设计。然后通过公差分析和仿真分析对设计进行迭代和验证。最后通过环境试验来验证加工装调完成后的卡式组件的可靠性以及环境适用性。本文介绍的卡式组件具有刚度强度高,可靠性及环境适用性强等特点,同时满足光学性能指标要求。 展开更多

关键词 卡塞格林反射系统 光机结构设计 公差分析 仿真分析

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失调卡塞格林光学系统像差特性的研究 被引量：5

6

作者 庞志海 樊学武 +2 位作者 马臻 陈钦芳 邹刚毅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期195-200,共6页

以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在... 以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在两个零点且不再关于中心视场对称。在校正失调产生轴上彗差的情况下,卡塞格林系统的一个像散零点位于轴上视场,轴上视场的像差接近于零,但是边缘视场的像散依然较大,因此在卡塞格林系统的装调过程中,需要测量多个视场的波像差来确定系统的装调状态。利用CODE V对失调卡塞格林系统的像差在视场上的分布进行仿真,结果表明利用矢量波像差理论可以对失调卡塞格林系统的像差进行定性分析,以提高卡塞格林系统的装调效率。 展开更多

关键词 矢量波像差 光学装调 失调量 像差 卡塞格林光学系统

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一种改进型的红外卡塞格林光学系统设计 被引量：14

7

作者 李婕 明景谦 卢若飞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期76-80,共5页

在卡塞格林光学系统的设计中引入曼金反射镜、中继镜组,以提高卡塞格林光学系统承担视场和相对孔径的能力。通过设计实例表明,这种改进后的卡塞格林系统承担视场、相对孔径的能力得以很大提高,像质、结构长度满足设计的要求。

关键词 卡塞格林光学系统 曼金反射镜 光学设计

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基于卡塞格林原理的火焰自由基测量系统 被引量：3

8

作者 钟英杰 王根娟 +2 位作者 王明晓 王炜豪 邓凯 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1044-1050,共7页

为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采... 为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采集装置的聚焦功能进行验证,实验结果表明,该装置可以采集直径为0.382mm,长为1.628mm区域内的光线,具有三维高空间分辨率.基于甲烷部分预混火焰的OH基、CH基的光强随半径方向的分布数据分析,证明卡塞格林光线定点采集装置在火焰自由基荧光强度中定点测量的有效性与高空间分辨率特性. 展开更多

关键词 火焰自由基 荧光强度 卡塞格林光学系统 定点测量 光电倍增管

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改进型卡塞格林光学系统的设计 被引量：4

9

作者 张磊 刘智颖 +1 位作者 胡源 高天元 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2011年第4期30-32,共3页

普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过... 普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过在系统最前面附加前校正组,使得主次镜可以由球面面型实现,通过在像面前设置后校正组使视场也得到了提高,与传统的卡塞格林光学系统20'相比,它的视场可以拓宽到1.3°。系统设计结果通过传递函数与点列图的分析与衍射极限非常接近,为中等口径卡塞格林光学系统的设计提供了一个新的思考方法。 展开更多

关键词 改进型卡塞格林光学系统 球面 遮拦比 视场 传递函数

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含衍射透镜的4^d视场卡塞格林光学系统 被引量：2

10

作者 任智斌 朱丽思 +1 位作者 曾皓 姜会林 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2007年第1期1-4,共4页

为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量... 为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量,各视场的波前差均小于1/4波长,光学传递函数接近衍射极限。设计结果表明,衍射光学元件对于改善卡赛格林系统的视场具有重要的作用,此设计方案降低了对加工工艺水平的要求,成本大大降低,使设计结构紧凑且具有良好的消像差特性,从而找到并实践了提高卡赛格林光学系统视场的新途径。 展开更多

关键词 光学设计 衍射光学 视场 卡塞格林光学系统

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含衍射透镜的卡塞格林红外光学系统设计

11

作者 张建新 陆君 《光电技术应用》 2014年第3期5-7,共3页

该设计将衍射透镜引入到卡塞格林红外光学系统中。设计结果表明,衍射透镜的引入增大了卡塞格林光学系统的视场和相对孔径,改善了成像质量;同时也降低了加工工艺的要求,大大节约了成本。

关键词 光学设计 卡塞格林红外光学系统 视场 衍射光学

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卡塞格林式星敏感器杂散光分析 被引量：5

12

作者 郭力滔 高天元 +1 位作者 孙景睿 王小龙 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2015年第2期21-24,共4页

卡塞格林系统是新型星敏感器的光学系统,具有口径大、体积小的优点,但外界杂散光对卡塞格林系统的影响很大。介绍了一种焦距为425mm,口径为102mm的卡塞格林系统,考虑轴外渐晕的影响,给出星敏感器主遮光罩以及主、次遮光罩的设计方法。... 卡塞格林系统是新型星敏感器的光学系统,具有口径大、体积小的优点,但外界杂散光对卡塞格林系统的影响很大。介绍了一种焦距为425mm,口径为102mm的卡塞格林系统,考虑轴外渐晕的影响,给出星敏感器主遮光罩以及主、次遮光罩的设计方法。这种设计方法相比于其他方法更加便捷和精准。并用Tracepro对系统进行杂散光分析。计算得到点源垂直照度透射比(Point Source Transmittance,PST)曲线。分析结果表明,当杂散光入射角大于临界角30°时,PST值小于10-8量级,满足系统使用要求。证明设计方法是可行的。 展开更多

关键词 星敏感器 卡塞格林系统 杂散光分析 PST

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两步式灵敏度矩阵法在卡塞格林望远镜装调中的应用 被引量：7

13

作者 曹宇泽 马文礼 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-8,共8页

为了调节视场较大的卡塞格林望远镜的次镜位置,提出了两步式灵敏度矩阵模型的计算机辅助装调方法。在分析了传统的二次模型灵敏度矩阵法的缺陷的基础上,根据灵敏度矩阵的特点加入了精调步骤,对传统的灵敏度矩阵法进行了改进。针对卡塞... 为了调节视场较大的卡塞格林望远镜的次镜位置,提出了两步式灵敏度矩阵模型的计算机辅助装调方法。在分析了传统的二次模型灵敏度矩阵法的缺陷的基础上,根据灵敏度矩阵的特点加入了精调步骤,对传统的灵敏度矩阵法进行了改进。针对卡塞格林系统,分析了各项泽尼克系数与失调量之间的关系,并对300mm口径,0.6°视场的卡塞格林系统进行了校正仿真。仿真结果显示,传统的灵敏度矩阵法校正后沿x、y、z轴偏移及绕x、y轴倾斜的失调量的均值分别为:-0.0684 mm、-0.0892 mm、0.0015 mm、0.0498°和-0.0444°,全视场波像差RMS均小于0.1λ(λ=632.8nm);两步式灵敏度矩阵法校正后的均值分别为-0.0018 mm、-0.0012 mm、0.0002 mm、0.0008°和-0.0012°,全视场RMS均小于0.03λ,明显优于传统的灵敏度矩阵法。 展开更多

关键词 像差校正 灵敏度矩阵法 计算机辅助装调 卡塞格林系统

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异光谱卡氏非共轴摄远光学系统畸变的校正

14

作者 刘健 白东阳 +1 位作者 王晓曼 景文博 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2019年第2期111-116,共6页

涉及的摄远测量系统,是结合卡塞格林系统设计,给光学系统引入像差,产生畸变,光学畸变直接影响到测量精度,因此,首先应对系统光学畸变校正。研究基于卡塞格林系统设计的不同光谱范围,不共光轴及不同分辨率的摄远光学系统的畸变校正。现... 涉及的摄远测量系统,是结合卡塞格林系统设计,给光学系统引入像差,产生畸变,光学畸变直接影响到测量精度,因此,首先应对系统光学畸变校正。研究基于卡塞格林系统设计的不同光谱范围,不共光轴及不同分辨率的摄远光学系统的畸变校正。现有光学畸变校正仅适用于近距离光学系统校正。考虑本光学系统特点,提出一种适用于本光学系统的畸变校正方法。通过搭建等效测量系统,应用畸变校正方法校正系统光学畸变,并验证畸变校正方法的正确性。实验表明:该方法重投影误差小于0.4像素,研究的校正方法提高了异光谱卡氏非共轴摄远光学系统的测量精度。 展开更多

关键词 校正 卡塞格林系统 长焦距 非共轴

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两镜系统扩束器的研究 被引量：13

15

作者 郝沛明 孔祥蕾 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期179-183,共5页

本文比较了两镜系统扩束器的四种形式，通过分析得到了用于消球差，慧差和象散的双抛物面扩束器可取任意遮拦比或放大倍率的结论，同时给出了这种系统的畸变系数与遮拦比α之间的关系．并通过实际光线追这，得到了场曲系数与主镜相对孔... 本文比较了两镜系统扩束器的四种形式，通过分析得到了用于消球差，慧差和象散的双抛物面扩束器可取任意遮拦比或放大倍率的结论，同时给出了这种系统的畸变系数与遮拦比α之间的关系．并通过实际光线追这，得到了场曲系数与主镜相对孔径和遮拦比之间的关系．分别说明了α为正和为负两种情况时的光路，及对应的无中心遮拦的离轴系统的情况． 展开更多

关键词 两镜系统 扩束器 遮拦比 卡塞格林系统 格里哥利系统

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可见光/中波红外双波段共口径光学系统设计 被引量：11

16

作者 郭钰琳 于洵 +1 位作者 蔡珂珺 杨璐 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期125-132,共8页

设计了适用于制冷型640×512中波红外凝视焦平面阵列探测器和1920×1080的CCD的可见光/中波红外共口径光学系统。该系统在中波3.6~4.8?m,可见光0.45~0.9?m,环境温度-40℃~60℃工作,可见光系统焦距500 mm,视场角为0.38°... 设计了适用于制冷型640×512中波红外凝视焦平面阵列探测器和1920×1080的CCD的可见光/中波红外共口径光学系统。该系统在中波3.6~4.8?m,可见光0.45~0.9?m,环境温度-40℃~60℃工作,可见光系统焦距500 mm,视场角为0.38°×0.43°,F/#为4;中波红外系统焦距600 mm,视场角为0.38°×0.43°,F/#为4.8,满足100%冷光阑效率。本设计利用共用卡塞格林系统,利用分光镜实现可见光与中波红外光谱分光,之后接各自校正像差的镜组。该系统满足工程光学的要求,能够良好成像,双波段系统在-40℃~60℃环境温度下的也能够正常工作,并能够实现可见/中波红外远距离识别。 展开更多

关键词 双波段成像 卡塞格林系统 共口径结构 光学设计

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紧凑型中波红外成像系统无热化设计 被引量：3

17

作者 李瑞瑶 付跃刚 刘智颖 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期119-124,共6页

红外成像光学系统应用日益广泛,并且对小型化有了更高要求,因此提出一种紧凑型中波红外成像系统的无热化光学设计。首先针对需求对光学参数进行了分析与计算,根据参数要求采用卡塞格林系统缩短系统纵向尺寸,然后用中继透镜组校正像差,... 红外成像光学系统应用日益广泛,并且对小型化有了更高要求,因此提出一种紧凑型中波红外成像系统的无热化光学设计。首先针对需求对光学参数进行了分析与计算,根据参数要求采用卡塞格林系统缩短系统纵向尺寸,然后用中继透镜组校正像差,考虑到透镜易于加工、成本低,中继透镜组采用全球面面型,最终实现了卡塞格林系统的次镜到红外探测器之间的尺寸小于47 mm,使系统足够紧凑。通过合理选择材料以及光焦度的分配,推导光学被动消热差方程,计算出系统的初始结构,利用Zemax光学设计软件进行优化,最终实现波段为3.7~4.8?m,视场为3°×3°,温度范围-40℃^+50℃消热差结果,在空间频率17 lp?mm-1处,各视场光学调制函数(MTF)值均大于0.5。 展开更多

关键词 中波红外成像 卡塞格林系统 光学设计 紧凑型 消热差

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自由空间光通信系统光学天线技术研究进展 被引量：5

18

作者 梁静远 亢维龙 +2 位作者 董壮 柯熙政 董可 《光通信技术》 2022年第4期1-10,共10页

光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号,天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线,展望了光学天线未来的研... 光学天线在自由空间光通信系统中发送或者接收光信号,天线结构决定系统的检测性能。详细介绍了光学天线基本结构、卡塞格伦光学天线的研究进展、无独立信标瞄准、捕获和跟踪(PAT)系统和一点对多点通信光学天线,展望了光学天线未来的研究方向。 展开更多

关键词 自由空间光通信 光学天线技术 卡塞格林系统 无独立信标光系统 一点对多点天线

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长焦距大口径红外光学系统的优化设计 被引量：1

19

作者 付学志 王日胜 +1 位作者 胡兵 李岩 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期90-94,共5页

针对某长焦距大口径光电设备的特殊要求,基于卡塞格林光学折反系统达到了较好的红外成像质量和紧凑的结构尺寸。首先通过计算对红外光学系统进行了初步焦距分配;然后对卡塞格林反射组件和红外组件进行了分段优化设计,特别是为克服温度... 针对某长焦距大口径光电设备的特殊要求,基于卡塞格林光学折反系统达到了较好的红外成像质量和紧凑的结构尺寸。首先通过计算对红外光学系统进行了初步焦距分配;然后对卡塞格林反射组件和红外组件进行了分段优化设计,特别是为克服温度变化对焦距和像质的影响,在后组设计三片透镜作为调焦组,保证了成像质量;最后,为了消除杂光的影响,分别对轴上、轴外光线进行追迹并设计了主、次镜遮光罩。设计结果分析表明主要指标均满足设计要求。 展开更多

关键词 光电成像 卡塞格林光学系统 红外光学

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中波红外发射系统光机结构设计与主镜的分析和检测

20

作者 周学顺 白素平 王鑫 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2017年第5期17-20,共4页

激光准直扩束系统被广泛应用在光通信、光测量等领域,可实现对出射激光准直和扩束,减小激光发散角,增强远场激光辐射强度。根据设计要求和光学系统特点,设计了口径为290mm的卡塞格林式中波红外发射系统,设计了主、次镜装调结构,并完成... 激光准直扩束系统被广泛应用在光通信、光测量等领域,可实现对出射激光准直和扩束,减小激光发散角,增强远场激光辐射强度。根据设计要求和光学系统特点,设计了口径为290mm的卡塞格林式中波红外发射系统,设计了主、次镜装调结构,并完成主镜支撑结构、次镜支撑结构、透射目镜支撑结构及其他部分的结构设计。用ANSYS Workbench对主镜支撑结构进行分析。主镜面形精度采用ZYGO干涉仪进行波像差检测,得到RMS为0.047λ(λ=4.7μm)。结果表明,设计的中波红外发射系统满足准直扩束系统对像质的要求,可实现出射激光的准直和扩束,且结构简单,易于加工装调,具有较高实际应用价值。 展开更多

关键词 中波红外发射 卡塞格林系统 有限元分析 波像差检测

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