振动失调光学系统的四元数计算方法与仿真

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1、摘要以车载移动光学系统为应用背景，基于几何光学、四元数方法、机械振动理论，建立了振动环境下光学平台的失调光束传输模型，开发了“光学系统失调分析”软件。论文的主要内容包括：1、根据四元数的Rodriglues--Hamilton参数表示方法，给出了标准四元数和四元数旋转变换逆算子的概念，给出了用四元数方法描述的反射定律和折射定律，推导了共轴光学系统光线传输公式，为失调光学系统光线传输的研究奠定了基础。2、基于机械振动理论，给出了共轴光学系统中镜片失调位姿的计算方法，推导了光线经过失调镜片的四元数计算公式。给出了

2、失调共轴光学系统的光线传输计算方法。3、介绍了常见的离轴光学系统。基于机械振动理论，推导了离轴光学系统中镜片失调位姿的计算方法，推导了光线经过失调镜片的四元数计算公式，给出了失调离轴光学系统的光线传输计算方法。4、开发了“光学系统失调分析”软件，给出了其中几个关键部分的设计说明，为软件的后续开发工作提供了参考和依据。关键词；四元数方法离轴光学系统光学失调机械振动光机电一体化AbstractBasedontherequirementofthevehicle·bornemobileopticalsystem，th

3、equatemionmethodoflight—beampropagationinmisalignedopticalsystemisinvestigatedbythetheoryofgeometricoptics，quatemionandmechanicalvibrations·Andsoftwarenamed‘'Analysisonmisalignmentofopticalsystem”wasdeveloped．Themainworkincludes：1．AccordingtotheRodrigues—Ha

4、miltonparameterizedquatemion，the00neoptofstandardquatemionandinverseoperatorofrotationtransformofquaternionareintroduced．Thequaternionrepresentationsofrefractionandreflectionlawsarededuced．Thecomputationalflowsoflight—beampropagationincoaxialopticalsystemsu

5、singquaternionmethodaleprovided．Thisworkestablishedthebasictheofiesfbrthecomputationofmisalignedlight-beamprobation．2．Basedonthetheoryofmechanicalvibration，thecomputationalmethodofmisalignedpositionandposeoflensarederived．硒wellasthequaternionmethodoflight-b

6、eampropagationinmisalignedcoaxialopticalsystems．3．Thenormaloff-axisopticalsystemsareintroduced．Basedonthetheoryofmechanicalvibration，thecomputationalmethodofmisalignedpositionandposeoflensarederived。aswellasthequaternionmethodoflight-beampropagationinmisali

7、gnedoff-axisopticalsystems．4．Ageneralsoftwarenamed‘'Analysisonmisalignmentofopticalsystem”wasdeveloped．Thespecificationsofsomekeypartaregiven，whichprovidesthereferenceandthebasisforthefollowingdevelopmentwork．Keyword：quatemionmethodoff-axisopticalsystemsopt

8、icalmisalignedmechanicalvibrationOpto-mechatronics西安电子科技大学学位论文独创。『生(或创新-眭)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育