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题名轻型全天时星敏感器光学系统设计
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作者
陈博帆
薛要克
沈阳
叶水福
王虎
解永杰
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机构
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室
中国科学院大学
中国科学院青年创新促进会
西安市空间敏感器光学技术工程研究中心
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出处
《光子学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期56-67,共12页
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基金
国家重点研发计划(No.2021YFC2202100)。
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文摘
采用微晶结构铝合金轻质材料作为主镜、次镜、支撑结构,设计了一种轻型全天时无热化星敏感器光学系统,焦距450 mm,有效入瞳孔径80 mm,视场角2ω=3.6°,工作谱段0.8~1.1μm,在-20~55℃温度范围内拥有优良的温度适应性。对遮光罩进行设计,使太阳抑制角30°以外范围系统点源透过率优于10^(-6),满足高杂散光抑制比需求。在保证成像质量的情况下满足了系统轻量化需求,为实现工作于临近空间的全天时星敏感器光学技术发展提供了有力支撑。
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关键词
光学设计
全天时星敏感器
杂散光抑制
全铝结构
无热化设计
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Keywords
Optical design
All-day star sensor
Stray light suppression
Aluminum alloy structure
Athermal design
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分类号
O435.1
[机械工程—光学工程]
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题名用于林火遥感的大视场双波段光学系统设计
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作者
连进
王虎
薛要克
马占鹏
王禛
王星艳
王江涛
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机构
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室
中国科学院大学
西安市空间敏感器光学技术工程研究中心
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出处
《光子学报》
北大核心
2025年第8期102-116,共15页
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基金
国家重点研发计划(No.2021YFC2202104)。
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文摘
为提升卫星遥感林火监测的空间分辨率和时间分辨率,根据火点目标辐射亮温和信噪比计算了相关光学参数需求,设计了一款适用于林火遥感的光学系统。采用透射式前组的共孔径分光路成像结构,光学系统半视场角为26.186°,长波光路F数为1,中波光路F数为2。对光学系统进行无热化设计,引入衍射面消除了大相对孔径大视场的长波光路色差和热差。设计结果显示中波RMS半径最大为11.74 mm,长波RMS半径最大为12.40 mm,在3×3像元尺寸内中波光路方形包围能量大于85.46%,长波光路方形包围能量大于81.34%,中波畸变小于5%,长波畸变小于3%,在−40~60℃温度范围内成像质量均保持良好。中波光路通过优化表面曲率控制了冷反射。中波光路透过率约为80.53%,分析了长波光路衍射面衍射效率随入射角和温度的变化,最终长波光路透过率约为59.38%,均满足实际使用条件。公差分析结果表明光学系统可以满足加工条件和成像质量需求。
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关键词
光学设计
林火遥感
红外双波段
无热化
衍射面
冷反射
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Keywords
Forest fire remote sensing
Optical system design
Infrared dual band
Athermalization
Diffraction surface
Narcissus
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分类号
TN216
[电子电信—物理电子学]
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题名基于受控遗传算法的离轴三反光学系统设计
被引量：2
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作者
王江涛
王虎
马占鹏
薛要克
王星艳
连进
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机构
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学技术研究室
中国科学院大学
西安市空间敏感器光学技术工程研究中心
中国科学院青年创新促进会
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出处
《光子学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期68-80,共13页
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基金
国家重点研发计划(No.2021YFC2202104)。
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文摘
针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴化并逐步扩大视场,引入自由曲面校正离轴系统产生的非对称像差,实现高质量大视场成像。以一款视场为30°×20°,焦距为110 mm,F数为2.2,工作波段在3~5μm的光学系统为例,设计结果表明光学传递函数MTF接近衍射极限,在奈奎斯特频率25 lp/mm处优于0.6,全视场最大均方根RMS光斑半径值约为6.3μm,最大畸变小于10%,验证了该方法在大视场离轴三反光学系统设计过程中的有效性,对于大视场离轴系统的设计具有一定参考意义。
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关键词
光学设计
离轴三反系统
受控遗传算法
自由曲面
大视场
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Keywords
Optical design
Off-axis three-mirror system
Controlled genetic algorithm
Freeform surface
Large field of view
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分类号
TN216
[电子电信—物理电子学]
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