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长焦距大视场光学系统的光机结构设计
被引量:
56
1
作者
李志来
薛栋林
张学军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第12期2485-2490,共6页
为了实现某长焦距大视场轻型离轴三反空间相机的光机结构设计,基于SiC材料空间反射镜,采用适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构,对离轴TMA系统的支撑结构进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价...
为了实现某长焦距大视场轻型离轴三反空间相机的光机结构设计,基于SiC材料空间反射镜,采用适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构,对离轴TMA系统的支撑结构进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价和优化相机光机结构设计过程,提高结构固有频率,增强相机热稳定性适应范围。相机结构设计基频>93Hz,在±4℃均匀温变工况和重力作用下,相机光学系统传递函数(MTF)达到0.37;反射镜组件加速度响应最大放大倍数<6倍。结果表明,采用该方法设计的相机结构固有频率高,重力变形、抗振性能、热变形等方面均能满足使用要求。
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关键词
光学遥感器
长焦距
大视场
离轴三反光学系统
支撑结构
桁架
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职称材料
基于光学自由曲面的离轴三反光学系统
被引量:
31
2
作者
薛栋林
郑立功
张峰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第12期2813-2820,共8页
为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次...
为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次镜为自由曲面的离轴三反光学系统的关键性能。在提出的光学系统中次镜采用自由曲面设计,提升了光学系统的像差平衡能力;最终选用相对孔径为1/9.5的设计方案,使光学系统全视场平均波像差优于0.030λ(λ=632.8nm),平均传递函数优于0.434(71.4lp/mm),接近衍射极限;在同等条件下系统设计传递函数比传统离轴三反系统提高5%以上。优化设计后光学系统自由曲面次镜与理论球面偏差为1.1λ,采用定制的标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法可完成面形实时高精度检测,解决了大口径凸自由曲面检测的难题。结果表明,采用基于自由曲面次镜的空间光学系统,具有体积小、技术可实现性强、波像差和传递函数等关键性能优越等优点。
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关键词
光学设计
长焦距大视场光学遥感器
离轴三反光学系统
自由曲面反射镜
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职称材料
共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计
被引量:
3
3
作者
李旭阳
马臻
李英才
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期542-546,共5页
共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限,离轴系统加工和装配困难等缺点,能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数,设计了焦距为3000 mm,F数为10的共轴偏光瞳的三反射...
共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限,离轴系统加工和装配困难等缺点,能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数,设计了焦距为3000 mm,F数为10的共轴偏光瞳的三反射光学系统。设计结果表明:该系统视场角达8°×0.8°,空间频率50 lp/mm,调制传递函数值均大于0.55,接近衍射极限,满足系统对成像质量的要求。
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关键词
偏光瞳
长焦距
宽视场
光学系统设计
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职称材料
长焦距遥感相机桁架结构稳定性研究
被引量:
3
4
作者
袁野
李志来
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期54-58,共5页
长焦距遥感相机框架结构具有主次镜间隔大、结构稳定性难于设计等问题,针对该类型相机结构设计的难题,在详细分析本相机的结构设计输入的基础上,本文提出一种双层14杆桁架结构的设计方案。通过对该方案进行的有限元分析表明,该结构的一...
长焦距遥感相机框架结构具有主次镜间隔大、结构稳定性难于设计等问题,针对该类型相机结构设计的难题,在详细分析本相机的结构设计输入的基础上,本文提出一种双层14杆桁架结构的设计方案。通过对该方案进行的有限元分析表明,该结构的一阶模态为114.97 Hz,次镜基板绕X轴的倾角为5″,沿Y轴的最大刚体位移为0.03 mm。作为验证,对该桁架结构进行了静态翻转和动力学试验研究,试验结果表明,该桁架结构静态翻转最大倾角变化为6″,动态加载最大倾角变化为6.5″,满足设计输入指标要求。
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关键词
遥感相机
长焦距
桁架结构
稳定性
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职称材料
高集成度四视场中波红外光学系统
5
作者
何红星
《红外》
CAS
2018年第3期1-8,共8页
为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路...
为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路进行了二次折叠。通过以上六次折叠,整个双光路光学系统的外形尺寸得到了有效约束,其外形包络在242mm×150mm×85mm(局部125mm)范围内,系统集成度高。这种双光路光学系统包括超小视场、小视场、中视场和大视场四个视场。其中,超小视场的焦距为688mm,视场为0.8°;大视场的焦距为13.19mm,视场为40°,实现了长焦距和超大视场并存,并获得了50×的变倍比;超小视场光学系统仅采用5片透镜,透过率高,并具有光学被动消热差设计;整个双光路光学系统结构紧凑,体积小,实现了超小型化。设计结果表明,该光学系统像质良好,可以满足高性能热像仪的使用要求。
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关键词
高集成度
长焦距
超大视场
超小型化
四视场中波红外光学系统
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职称材料
空间相机共轴三反红外光学系统设计
被引量:
2
6
作者
袁涛
熊衍建
吴晗平
《光电技术应用》
2011年第2期21-26,共6页
针对空间光学系统长焦距、大视场、轻质量、小外形尺寸、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,利用ZE-MAX求解并优化空间相机共轴三反光学系统的结构参数,设计出了焦距为5 000 mm,F数为10的共轴三反射光学系统。设计结果表明:该系...
针对空间光学系统长焦距、大视场、轻质量、小外形尺寸、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,利用ZE-MAX求解并优化空间相机共轴三反光学系统的结构参数,设计出了焦距为5 000 mm,F数为10的共轴三反射光学系统。设计结果表明:该系统视场角达8°,空间频率为50 lp/mm,调制传递函数值均大于0.4,接近衍射极限,满足高分辨率空间相机不同的使用要求。该设计对空间相机红外光学系统结构选型、设计与制造具有一定的理论指导作用和意义。
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关键词
空间相机
共轴三反
长焦距
宽视场
光学系统设计
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职称材料
题名
长焦距大视场光学系统的光机结构设计
被引量:
56
1
作者
李志来
薛栋林
张学军
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第12期2485-2490,共6页
基金
国家杰出青年基金资助项目(No.69925512)
文摘
为了实现某长焦距大视场轻型离轴三反空间相机的光机结构设计,基于SiC材料空间反射镜,采用适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构,对离轴TMA系统的支撑结构进行了静力学、动力学建模,优化了结构形式。采用光机热集成分析方法,指导、评价和优化相机光机结构设计过程,提高结构固有频率,增强相机热稳定性适应范围。相机结构设计基频>93Hz,在±4℃均匀温变工况和重力作用下,相机光学系统传递函数(MTF)达到0.37;反射镜组件加速度响应最大放大倍数<6倍。结果表明,采用该方法设计的相机结构固有频率高,重力变形、抗振性能、热变形等方面均能满足使用要求。
关键词
光学遥感器
长焦距
大视场
离轴三反光学系统
支撑结构
桁架
Keywords
optical
remote
sensor
long
focal
length
wide
-
field
off-axis three-mirror
optical
system
supporting structure
truss
分类号
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
V243 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于光学自由曲面的离轴三反光学系统
被引量:
31
2
作者
薛栋林
郑立功
张峰
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第12期2813-2820,共8页
基金
国家自然科学基金重点项目(No.61036015)
国家863高技术研究发展计划资助项目(No.O8663NJ090)
国防创新基金资助项目(CXJJ-11-M05)
文摘
为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次镜为自由曲面的离轴三反光学系统的关键性能。在提出的光学系统中次镜采用自由曲面设计,提升了光学系统的像差平衡能力;最终选用相对孔径为1/9.5的设计方案,使光学系统全视场平均波像差优于0.030λ(λ=632.8nm),平均传递函数优于0.434(71.4lp/mm),接近衍射极限;在同等条件下系统设计传递函数比传统离轴三反系统提高5%以上。优化设计后光学系统自由曲面次镜与理论球面偏差为1.1λ,采用定制的标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法可完成面形实时高精度检测,解决了大口径凸自由曲面检测的难题。结果表明,采用基于自由曲面次镜的空间光学系统,具有体积小、技术可实现性强、波像差和传递函数等关键性能优越等优点。
关键词
光学设计
长焦距大视场光学遥感器
离轴三反光学系统
自由曲面反射镜
Keywords
optical
design
optical remote sensor with long focal length and wide field
off-axis three-mirror system
freeform mirror
分类号
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计
被引量:
3
3
作者
李旭阳
马臻
李英才
机构
中国科学院西安光学精密机械研究所
中国科学院研究生院
出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期542-546,共5页
文摘
共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限,离轴系统加工和装配困难等缺点,能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数,设计了焦距为3000 mm,F数为10的共轴偏光瞳的三反射光学系统。设计结果表明:该系统视场角达8°×0.8°,空间频率50 lp/mm,调制传递函数值均大于0.55,接近衍射极限,满足系统对成像质量的要求。
关键词
偏光瞳
长焦距
宽视场
光学系统设计
Keywords
eccentric-pupil
long
focal
length
wide
field
of view
optical
system design
分类号
O439 [机械工程—光学工程]
TH703 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
长焦距遥感相机桁架结构稳定性研究
被引量:
3
4
作者
袁野
李志来
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第12期54-58,共5页
基金
国家863高技术研究发展计划资助项目(2009AA7020107)
文摘
长焦距遥感相机框架结构具有主次镜间隔大、结构稳定性难于设计等问题,针对该类型相机结构设计的难题,在详细分析本相机的结构设计输入的基础上,本文提出一种双层14杆桁架结构的设计方案。通过对该方案进行的有限元分析表明,该结构的一阶模态为114.97 Hz,次镜基板绕X轴的倾角为5″,沿Y轴的最大刚体位移为0.03 mm。作为验证,对该桁架结构进行了静态翻转和动力学试验研究,试验结果表明,该桁架结构静态翻转最大倾角变化为6″,动态加载最大倾角变化为6.5″,满足设计输入指标要求。
关键词
遥感相机
长焦距
桁架结构
稳定性
Keywords
optical
remote
sensor
long
focal
length
frame structure
stability
分类号
V447.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
高集成度四视场中波红外光学系统
5
作者
何红星
机构
昆明物理研究所
出处
《红外》
CAS
2018年第3期1-8,共8页
基金
云南省创新人才计划项目(2016HB022)
文摘
为了实现超小型化、长焦距和超大视场,提出并设计了一种高集成度四视场中波红外光学系统。该系统采用双光路结构形式,包括超小视场光路和小/中/大视场光路,两支光路共用中继组;对超小视场光路进行了四次立体折叠,并对小/中/大视场光路进行了二次折叠。通过以上六次折叠,整个双光路光学系统的外形尺寸得到了有效约束,其外形包络在242mm×150mm×85mm(局部125mm)范围内,系统集成度高。这种双光路光学系统包括超小视场、小视场、中视场和大视场四个视场。其中,超小视场的焦距为688mm,视场为0.8°;大视场的焦距为13.19mm,视场为40°,实现了长焦距和超大视场并存,并获得了50×的变倍比;超小视场光学系统仅采用5片透镜,透过率高,并具有光学被动消热差设计;整个双光路光学系统结构紧凑,体积小,实现了超小型化。设计结果表明,该光学系统像质良好,可以满足高性能热像仪的使用要求。
关键词
高集成度
长焦距
超大视场
超小型化
四视场中波红外光学系统
Keywords
highly integrated level
long
focal
length
super
wide
field
-of-view
super miniature
four
field
-of-view MWIR
optical
system
分类号
TN216 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
空间相机共轴三反红外光学系统设计
被引量:
2
6
作者
袁涛
熊衍建
吴晗平
机构
武汉工程大学理学院
湘潭大学材料与光电物理学院
武汉工程大学光电子系统技术研究所
出处
《光电技术应用》
2011年第2期21-26,共6页
基金
国家部委科研基金项目
文摘
针对空间光学系统长焦距、大视场、轻质量、小外形尺寸、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,利用ZE-MAX求解并优化空间相机共轴三反光学系统的结构参数,设计出了焦距为5 000 mm,F数为10的共轴三反射光学系统。设计结果表明:该系统视场角达8°,空间频率为50 lp/mm,调制传递函数值均大于0.4,接近衍射极限,满足高分辨率空间相机不同的使用要求。该设计对空间相机红外光学系统结构选型、设计与制造具有一定的理论指导作用和意义。
关键词
空间相机
共轴三反
长焦距
宽视场
光学系统设计
Keywords
space camera
coaxial three-mirror
long
focal
length
wide
view
field
design of
optical
system
分类号
TB851 [一般工业技术—摄影技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
长焦距大视场光学系统的光机结构设计
李志来
薛栋林
张学军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
56
下载PDF
职称材料
2
基于光学自由曲面的离轴三反光学系统
薛栋林
郑立功
张峰
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
31
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职称材料
3
共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计
李旭阳
马臻
李英才
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2009
3
下载PDF
职称材料
4
长焦距遥感相机桁架结构稳定性研究
袁野
李志来
《光电工程》
CAS
CSCD
北大核心
2013
3
下载PDF
职称材料
5
高集成度四视场中波红外光学系统
何红星
《红外》
CAS
2018
0
下载PDF
职称材料
6
空间相机共轴三反红外光学系统设计
袁涛
熊衍建
吴晗平
《光电技术应用》
2011
2
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职称材料
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