CCD遥感测绘相机折衍射混合光学系统研究

《CCD遥感测绘相机折衍射混合光学系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本世纪我国将实现月球探测。月球探测器所携带的有效载荷应该满足特定项目的探测要求，如月球表面立体测绘。本文主要对航天测绘三线阵CCD立体测绘相机进行研究。航天测绘相机不仅要求焦距长、成像质量高、重量轻，还要求减少温差对光学系统的影响。使用传统光学系统很难满足高像质、轻质t的要求.近年来随着衍射光学元件制作工艺的进步，使得衍射光学元件的实际应用成为可能。折衍射混合光学设计方法为空间光学系统设计提供了一种有效的解决手段。本课题重点研究内容是，如何使用衍射光学元件设计完成满足空间应用的长焦距、大视场、高成像质量、轻

2、质量的折衍射混合光学系统。少卜利用衍射光学元件反常色散和特殊热特性解决大温度范围的热差问题。本论文的主要内容如下:1系统阐述了三线阵CCD立体测绘相机的成像原理、摄影测量数学模型及基本构成。并确定了主要技术指标。2阐述与成像光学系统中衍射光学元件设计相关的衍射基本原理。给出了衍射光学元件的光线追迹公式和初级像差公式，为折衍射混合光学系统的实际设计做了基础理论和基本方法上的准备。3推导出了确定衍射光学元件位相函数系数初始值的方法。设计完成了焦距分别为400mm和437.855mm，视场角8.40,F数为5的三线阵CCD立体相机的正视和前后视两

3、个光学系统。设计结果满足空间应用光学系统结构简单、成像质t高的性能要求。4对衍射光学元件衍射效率和系统传函的热稳定性进行分析。采取一种先消色差再消热差，又不同于一般红外混合光学系统的设计方法，对立体相机两个折衍射混合光学系统进行消热差设计，较好的实现了20'C-100'C系统成像质t稳定.使用折衍射混合光学系统能很好的完成高像质、轻质量的重要技术指标;并能很好的解决光学系统热稳定这个主要问题，这是以往常规光学系统所不能实现的。关键词立体相机;混合光学;衍射光学元件;消色差;消热差哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthisce

4、ntury,Chinawilltakeuptheexplorationtothelunar.Inordertomeetspecialmissions,forinstanceobtaining3Dcompletemapofthelunarsurface,thelunardetectorshouldtakespecificloads.Three-lineCCDstereocameratobeusedinlunarwasstudiedinthisdissertation.Space-basedcameranotonlyrequiredlong-f

5、ocus,highimagingqualityandlower-weight,butalsoneedtoreduceefectofchangingtemperature.Itwasdifficulttomeetsuchrigorousdemandsbyconventionalopticalsystemdesigningmethod.Inrecentyears,withtheimprovementofthetechniqueonmakingdiffractivelens,itwaspossibletoemploydiffractiveopti

6、csinpractice.Thentherefractive-diffractivehybridopticalsystemoferedanefectivemeanstodevelopspace-basedopticalsystem.Thepaperemphasizedtheprinciplesofdesigninglong-focus,wide-field,high-performance,low-weightopticalsystemforspace-basedsensors.Andathermalopticalsystemwasreal

7、izedbyanalyzingtheabnormalaberrationcharacteristicsandthermalcharacteristicsofdifractivelens.Thecontentofthisdissertationisasfollows1Theimagingprinciples,mathematicmodelofphotographicmappingandconstitutionofthree-lineCCD3Dcamerawerediscussedindetail.Anddesigningtargetsofca

8、merawereputforward.2Difractivetheoryanddesignmethodaboutusingdifractivelensinimageoptical