空间多模式共光路导航敏感器光学系统设计

发布时间：2025-05-28 23:38

　　近年来,随着深空探测需求的不断提高,光学导航敏感器的性能要求也越来越高,多模式导航敏感器已经成为光学导航敏感器的发展趋势。常规单一波段的光学导航敏感器难以满足目前多模式空间探测的需求,多波段光学导航敏感器成为研究热点。简单的多相机拼接方法虽然能解决该问题,但因载荷体积、重量、成本均会大大增加,难以适用。共口径光学系统因其具有波段宽、结构简单紧凑、重量轻等优点成为多波段导航敏感器光学系统首选,但是宽波段光学材料选择有限,光学元件的选取与光路结构布局是多波段共口径光学设计的难点。因此,本文对多波段共光路光学导航敏感器光学系统进行设计,主要包括以下内容:首先,分析了多波段光学导航敏感器基本原理、不同结构设计的优缺点,根据本课题轻小型化的设计要求,对系统结构进行理论分析与设计,提出了一种共口径、宽波段、体积小、重量轻的反射式光学系统。该系统基于常见反射式光学系统,在次镜与像面之间设置棱镜,并将次镜通过镀膜方式,使可见光波段、长波红外波段和激光独立成像于探测器,实现了多波段的要求。其次,根据实际设计需求,合理建立初始结构,提出一种通过遗传算法,根据三级像差理论,求解两镜系统初始结构计算方法。通过光...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光学导航敏感器国内外研究现状
        1.2.2 多波段共光路光学系统国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 多模式导航敏感器光学系统总体设计
    2.1 探测器选择
    2.2 光学系统基本参数计算分析
        2.2.1 可见光学系统参数分析
        2.2.2 红外系统参数分析
        2.2.3 激光系统参数分析
    2.3 光学系统选型
        2.3.1 折射式光学系统结构
        2.3.2 反射式光学系统结构
        2.3.3 折反射式光学系统结构
    2.4 系统材料选择
        2.4.1 可见光材料的选取
        2.4.2 红外材料的选取
    2.5 分光元件的选取
    2.6 本章小结
第3章 多模式导航敏感器光学系统设计
    3.1 光学系统结构布局
    3.2 光学系统设计方法
    3.3 光学系统初始结构选取
        3.3.1 光焦度分配
        3.3.2 基于遗传算法光学系统初始结构选取
    3.4 光学系统优化与像质评价
        3.4.1 长波红外光学系统设计与像质评价
        3.4.2 可见光学系统设计与像质评价
        3.4.3 激光接收光学系统设计
    3.5 本章小结
第4章 敏感器无热化与公差分析
    4.1 无热化设计
    4.2 公差分析
        4.2.1 灵敏度公差分析
        4.2.2 蒙特卡洛分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：4048383