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《超寬視場成像光譜儀前置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼：１０２８５學(xué)號：２０１３４２３９０２０１々ｕ考扇■■襄ＳＯＯＣＨＯＷＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ．超龍場成像光譜儀前置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計＂．：＾心．．巧經(jīng)哲譚貨瓣＇巧．：．：＇ｉｃｌｎｆｒｅＯｔｉｃｌｓｔｅｍｍａｉ．ＯｐｔａＤｅｓｉｏＦｏａＳｏｆＩｎｇ；．１心！ｇｐｙｇｙ＂■ＳｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｗｉｒｉｉＵｌｔｒａＷｉｄｅＦｉｅｌｄｏｆＶｉｅｗｉｐ謂聲錯ｍｍ硏究生姓名劉青函—Ｈ指導(dǎo)教隱：ｇ沈為民胃Ｉ專業(yè)名稱光學(xué)工程研究
2、方向光學(xué)設(shè)計與儀器光學(xué)所在院部物理與光電？能源學(xué)部、？’？．一Ｌ－ｔｆ■Ｖ．古、．．－ｒ；＂＇＇Ｊ．’中，：；ＳＩＳ？．；｛，．．論文提交日期２０１６年５月超寬視場成像光譜儀前置光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中文摘要近年來，大視場寬覆蓋已成為光學(xué)遙感儀器重要發(fā)展趨勢。為滿足用于全球?qū)α鲗哟髿獗O(jiān)測的推掃式成像光譜儀超寬視場、寬波段和高分辨率的探測需求，本文主要研究和設(shè)計可實現(xiàn)超寬視場的離軸兩反射鏡和三反射鏡前置光學(xué)系統(tǒng)。首先，闡述儀器遙感探測原理，依據(jù)儀器的光譜分辨率及信噪比要求，利用大氣輻射傳輸模型MODTRAN數(shù)值
3、分析光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)和信噪比之間的相互關(guān)系，確定前置光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)、視場和焦距等指標(biāo)參數(shù)。接著，根據(jù)上述指標(biāo)和輕量化要求，研究與設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單的由兩塊凹面反射鏡組成的離軸兩反前置系統(tǒng)?；诟咚构鈱W(xué)和楊氏公式，分析其像散特性，給出確定系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法；通過分析自由曲面對光瞳像差的影響，給出合理選擇自由曲面多項式校正物方畸變方法；優(yōu)化設(shè)計得到交軌視場108°、F數(shù)10、有效焦距34mm、工作波段0.27~2.4μm的離軸兩反射鏡前置望遠(yuǎn)物鏡，主、次鏡均為自由曲面，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、像方遠(yuǎn)心、成像性能接近衍射極限和物方畸變小等優(yōu)點。然后，研究與設(shè)計
4、了可實現(xiàn)超寬視場、中等相對孔徑的離軸三反射鏡系統(tǒng)，其由一片凹面反射鏡和凸面-凹面同軸兩反射鏡組成?；谕姑?凹面兩反射鏡遠(yuǎn)心望遠(yuǎn)系統(tǒng)的像散分析結(jié)果，給出逐步確定系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參量的方法；優(yōu)化設(shè)計得到交軌視場108°、F數(shù)4、有效焦距17mm、工作波段0.27~2.4μm的離軸三反射鏡前置望遠(yuǎn)物鏡，主鏡為球面，次鏡、三鏡均為二次非球面，同樣具有像方遠(yuǎn)心、成像性能接近衍射極限和物方畸變小等優(yōu)點。最后，對設(shè)計得到的離軸兩反射鏡和三反射鏡前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行公差優(yōu)化分配，得到符合實際應(yīng)用要求的公差分配結(jié)果。研究設(shè)計的兩種前置光學(xué)系統(tǒng)在超寬視場、寬波段范圍內(nèi)
5、均具有良好的成像結(jié)果，可將其應(yīng)用于星載全球覆蓋高時間分辨率高光譜成像儀中，以監(jiān)測地球?qū)α鲗哟髿獬煞謺r空變化，探測全球碳源碳匯。關(guān)鍵詞：光學(xué)設(shè)計；成像光譜儀；超寬視場；前置系統(tǒng)；離軸兩反；離軸三反作者：劉青函指導(dǎo)老師：沈為民IOpticalDesignofForeOpticalSystemofImagingSpectrometerwithUltraWideFieldofViewAbstractInrecentyears,widefieldofviewhasbecomeanimportantdevelopmenttrendofopticalrem
6、otesensinginstruments.Inordertomeettheexplorationrequestofultrawidefieldofview(FOV),widespectralcoverageandhighresolutionoftroposphericmonitoringinstrument,off-axialtwo-mirrorandthree-mirrortelescopeswhichcangainhigh-qualitywide-sceneimagearestudiedanddesigned.Firstly,there
7、motesensingprincipleoftheinstrumentisintroduced.Accordingtotherequirementsofinstrument'sspectralresolutionandsignal-to-noiseratio(SNR),therelationshipbetweenFnumberofopticalsystemandSNRisnumericallyanalyzedtodeterminetheforeopticalsystem'sparametersincludingFnumber,FOVandfo
8、callengthwiththehelpofatmosphericradiativetransfermodelMODTRAN.Accordingtotheabove
