改进型卡塞格林光学系统的设计 被引量：4

1

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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一种改进型的红外卡塞格林光学系统设计 被引量：14

2

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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失调卡塞格林光学系统像差特性的研究 被引量：5

3

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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含衍射透镜的4^d视场卡塞格林光学系统 被引量：2

4

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

5

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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基于卡塞格林原理的火焰自由基测量系统 被引量：3

6

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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用计算全息法检测卡塞格林系统主镜 被引量：3

7

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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多谱段共孔径跟踪/引导系统光学设计 被引量：6

8

作者 贾冰 曹国华 +1 位作者 吕琼莹 丁红昌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期151-157,共7页

共孔径光学结构可以充分利用长焦距、大孔径光学系统高分辨率的特点,是光学系统发展的重要方向之一。文中设计了一套可见光成像、激光成像和激光测高共孔径的跟踪引导系统。共孔径设计结合了高分辨率的可见光系统与高测量精度的激光系统... 共孔径光学结构可以充分利用长焦距、大孔径光学系统高分辨率的特点,是光学系统发展的重要方向之一。文中设计了一套可见光成像、激光成像和激光测高共孔径的跟踪引导系统。共孔径设计结合了高分辨率的可见光系统与高测量精度的激光系统,使系统既可以获得目标的高清图像,又可以得到目标的相对位置信息。同时,共孔径光学结构可以压缩系统尺寸,降低光学系统在跟踪过程中的转动惯量,有利于系统的整体实现。可见光子系统的焦距1 200 mm,F数6,视场±1.2°;1 064 nm激光成像子系统焦距1 500 mm,F数7.5。各系统的成像质量均接近衍射极限,并通过公差分析验证了系统的公差分配结果。 展开更多

关键词 光学设计 卡塞格林天线 共孔径光学系统 跟踪引导系统

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基于折/衍混合的机载红外光学系统设计 被引量：3

9

作者 李杰 罗箫 吴晗平 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期215-223,共9页

为实现机载红外光学系统大口径、长焦距、轻量化、高像质、非热敏化的技术要求,通过对反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,选取卡赛格林光学结构型式,提出一种基于折/衍混合的机载大口径长焦距非球面红外光学系统。经过初始... 为实现机载红外光学系统大口径、长焦距、轻量化、高像质、非热敏化的技术要求,通过对反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,选取卡赛格林光学结构型式,提出一种基于折/衍混合的机载大口径长焦距非球面红外光学系统。经过初始结构计算,并利用ZEMAX软件进行优化,设计出一款焦距1200 mm、口径260 mm的折/衍混合红外光学系统,遮拦比18%,在空间频率10 lp/mm处,调制传递函数(MTF)达到0.45,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在20μm以内,在-50^+70℃温度范围内实现非热敏化。该系统结构简单,由两个反射镜和一组透镜组成,设计结果满足各项任务指标,对机载红外光学系统的进一步研制具有重要意义。 展开更多

关键词 折/衍混合 机载红外光学系统 卡塞格林光学结构 非热敏化 优化设计

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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

10

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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可见光/中波红外双波段共口径光学系统设计 被引量：11

11

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

12

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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微光/长波红外大视场共口径光学系统设计 被引量：3

13

作者 潘璐 向阳 +2 位作者 李琦 李显杰 阎帅 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2020年第6期1-7,共7页

为了实现微光、红外双波段同时探测目标的目的,设计了一种双波段大视场共口径光学系统。为了保证不同波段所获取探测目标的一致性,该光学系统通过共用卡塞格林反射式系统同时接收微光与红外双光束,然后双波段光束分别经由红外通道与微... 为了实现微光、红外双波段同时探测目标的目的,设计了一种双波段大视场共口径光学系统。为了保证不同波段所获取探测目标的一致性,该光学系统通过共用卡塞格林反射式系统同时接收微光与红外双光束,然后双波段光束分别经由红外通道与微光通道成像于探测器上,适用于非制冷型长波红外探测器和低照度CMOS。在微光0.49~0.66μm,长波8~12μm下工作。系统视场角为6.4°×4.8°,微光焦距为160 mm,F数为4;长波红外焦距为125 mm,F数为3.1,该系统采用机电主动式补偿消热差的方法,实现在-40℃~60℃环境温度范围内无热化设计。设计结果表明系统成像质量良好,可实现双波段远距离探测。 展开更多

关键词 双波段 卡塞格林反射系统 共口径 光学设计

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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

14

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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激光照射性能测量中异源相机的标定方法 被引量：2

15

作者 景文博 黄炳坤 +1 位作者 刘健 于洪洋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期924-931,共8页

激光照射性能测量相机包括可见光相机和近红外相机,可完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动靶板,近红外相机用来拍摄照射激光。为解决在测量过程中卡塞格林光学系统使图像产生畸变和两个相机光轴不严格一致问题... 激光照射性能测量相机包括可见光相机和近红外相机,可完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动靶板,近红外相机用来拍摄照射激光。为解决在测量过程中卡塞格林光学系统使图像产生畸变和两个相机光轴不严格一致问题,在远距离测量中忽略透视误差的影响,对张正友相机标定方法进行改进,使相机内参数中扭曲因子为0,实现相机标定;根据可见光相机和近红外相机成像面的空间透视关系,实现双相机轴线一致性标定。实验结果表明:可见光相机标定的重投影误差为0.08像素,近红外相机标定的重投影误差为0.19像素,相机配准轴线一致性精度为0.37μrad,满足激光照射器照射精度外场测试中的需求。 展开更多

关键词 异源相机 相机标定 相机配准 激光照射性能 卡塞格林光学系统

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分布式非预混火焰传递函数的实验研究 被引量：5

16

作者 景李玥 姚兆普 +1 位作者 王辽 朱民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-8,共8页

非预混燃烧是动力设备和推进系统中常见的燃烧组织形式。为了理解非预混火焰的动力学特性、预测和控制其振荡燃烧现象,有必要获得其火焰传递函数。本文通过实验测量对分布式非预混火焰的传递函数进行了研究,实验对象为甲烷空气同心射流... 非预混燃烧是动力设备和推进系统中常见的燃烧组织形式。为了理解非预混火焰的动力学特性、预测和控制其振荡燃烧现象,有必要获得其火焰传递函数。本文通过实验测量对分布式非预混火焰的传递函数进行了研究,实验对象为甲烷空气同心射流火焰。实验中使用双麦克风技术测量燃烧室出口速度脉动,作为传递函数的输入量;使用CH基自发荧光测量燃烧过程的放热率脉动,作为传递函数的输出量。搭建了卡塞格林光学测量系统,以提升放热率测量的空间分辨率,实现单点测量,进而得到一维分布式火焰传递函数。结果表明,在频域内,实验中测得的传递函数的幅值沿火焰轴向存在两个峰值,在幅值的峰谷处相位角有180°翻转,这是热斑以对流速度向下游传播,跨越火焰面时所造成的。 展开更多

关键词 燃烧振荡 非预混火焰不稳定性 分布式火焰传递函数 卡塞格林光学测量系统

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