卡塞格林系统光学装调技术研究 被引量：21

1

作者 张向明 姜峰 +6 位作者 孔龙阳 李玉喜 刘奕辰 张锦亮 赵红军 王智超 钟丽萍 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期526-530,共5页

介绍卡塞格林系统非球面主镜使用三坐标测量仪进行定心装调的方案。系统的主镜口径为300mm,需要使用结构胶进行胶结固定,选用微应力粘接方法,将胶层粘接应力与热应力变形控制在极小的范围内。利用ZYGO干涉仪获得光学系统的波前信息,将... 介绍卡塞格林系统非球面主镜使用三坐标测量仪进行定心装调的方案。系统的主镜口径为300mm,需要使用结构胶进行胶结固定,选用微应力粘接方法,将胶层粘接应力与热应力变形控制在极小的范围内。利用ZYGO干涉仪获得光学系统的波前信息,将测得的波相差转化为初级像差,根据光学系统失调量与像差的关系对卡塞格林系统进行计算机辅助装调。调试后,系统的RMS值达到0.10λ,分辨率达到1″以内,检测结果表明:该系统的成像质量接近理论衍射分辨率,该方案可以实现快速定心,并且能够满足计算机辅助装调对定心精度的要求。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 主镜装调 计算机辅助装调

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基于卡塞格林系统的红外制冷型长焦分档变倍光学系统的设计 被引量：7

2

作者 李刚 杨晓许 +1 位作者 张恒金 孙东岩 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期293-300,共8页

本文基于卡塞格林系统设计了红外制冷型长焦分档变倍光学系统,计算、推导了光学初始参数及组元的光焦度分配。采用了二次成像结构形式,主物镜组采用R-C光学结构用于缩短筒长,使用投影镜组解决冷屏匹配问题,利用调焦镜实现调焦,通过切换... 本文基于卡塞格林系统设计了红外制冷型长焦分档变倍光学系统,计算、推导了光学初始参数及组元的光焦度分配。采用了二次成像结构形式,主物镜组采用R-C光学结构用于缩短筒长,使用投影镜组解决冷屏匹配问题,利用调焦镜实现调焦,通过切换投影镜组后组实现变倍,然后对光学系统像差进行了优化设计,分别给出了长焦系统和短焦系统不同视场的成像质量优化结果,0.8视场内光学传递函数在空间频率17 lp/mm时均大于0.4。最后对主要结构进行了相应的精度分析,结果表明该设计能够很好地满足工程实际需要。 展开更多

关键词 红外分档变倍 卡塞格林系统 红外传函 成像质量

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百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 被引量：3

3

作者 丁小昆 胡晓东 +1 位作者 王维科 魏青 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期241-246,共6页

以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大... 以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大误差。从圆孔的夫琅和费衍射出发,推导具有百叶遮光罩的卡塞格林光学系统的衍射强度分布,证明了百叶遮光罩的衍射效应会对卡塞格林光学系统能量集中度产生较大影响。通过在Zemax中建立的光学系统模型分析表明,百叶遮光罩的衍射效应引起卡塞格林光学系统能量集中度的降低值是遮拦效应的3倍以上,并且叶片数量或厚度的增减都会引起能量集中度的显著下降。为百叶遮光罩的设计提供了理论依据和精确模型。 展开更多

关键词 星敏感器 卡塞格林系统 百叶遮光罩 能量集中度 衍射效应

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消除卡塞格林系统杂光的措施 被引量：25

4

作者 史光辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1997年第5期10-16,共7页

对卡塞格林系统的杂光进行了分析，并提出了消杂光的措施。

关键词 杂光 卡塞格林系统 光学系统 消杂光

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卡塞格林系统结构设计与仿真 被引量：1

5

作者 王健 张美君 +2 位作者 虞林瑶 张宇鹏 李永刚 《机电工程技术》 2022年第5期84-86,97,共4页

卡塞格林系统常用于航空航天和军事装备的光电设备中。在卡塞格林系统中,主镜面形决定了整个光学系统成像质量。随着光电行业的发展,要求光学系统质量小,性能高,而系统的质量与刚度相互矛盾,既要降低系统质量,又要保证系统抵抗温度变化... 卡塞格林系统常用于航空航天和军事装备的光电设备中。在卡塞格林系统中,主镜面形决定了整个光学系统成像质量。随着光电行业的发展,要求光学系统质量小,性能高,而系统的质量与刚度相互矛盾,既要降低系统质量,又要保证系统抵抗温度变化导致的面形变化。主镜系统优化前的质量是3.6 kg,反射面RMS是1/33λ。使用光机热集成仿真分析的方法,分析主镜系统对温度的敏感程度。每升高(或下降)5℃,主镜反射面RMS值变化2.5 nm。根据分析结果优化主镜结构和主镜支撑结构,由三点支撑结构改为中心支撑结构,优化后的系统质量是3.1 kg,反射面RMS是1/35λ。分析优化后的主镜系统对温度的敏感度,每升高(或下降)5℃,主镜反射面RMS值变化3.9 nm,这种微小变化对成像质量无影响。实现降低系统质量和保证成像质量的目标。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 光机热集成仿真 光机结构设计 面形拟合

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卡塞格林系统计算机辅助装调技术研究 被引量：11

6

作者 王彬 蒋世磊 《光学仪器》 2008年第1期50-54,共5页

较全面地介绍了计算机辅助装调的基本原理及方法。利用Zemax针对卡塞格林系统进行了失调仿真分析,并且利用Matlab讨论分析像差与各装调参量之间的对应关系及该系统的失调特性。根据以上分析,最后确定了卡塞格林系统的装调方案。为了验... 较全面地介绍了计算机辅助装调的基本原理及方法。利用Zemax针对卡塞格林系统进行了失调仿真分析,并且利用Matlab讨论分析像差与各装调参量之间的对应关系及该系统的失调特性。根据以上分析,最后确定了卡塞格林系统的装调方案。为了验证方案的可行性,在Zemax中为卡塞格林系统人为的加入不同的失调量后,按照确定的装调方案利用建立的计算机辅助装调数学模型计算出失调量的大小和方向,再根据计算结果对系统进行调整,仿真结果表明方案是可行的,对卡塞格林系统装调工作有较好指导作用。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 计算机辅助装调 失调量 灵敏度矩阵 Zernike多项式系数

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二次圆锥曲面卡塞格林系统有限目标距离波象差的理论计算

7

作者 周晨波 《烟台大学学报（自然科学与工程版）》 CAS 1999年第2期86-92,共7页

在理论上采用逐次逼近法求解转面光线入射点直角坐标数值，进一步，计算了我国自适应光学实验系统中的Φ４５０ｍｍ抛物面主镜卡氏双镜系统的有限目标距离的球差、波象差等参数．理论计算结果已成功用于改善该系统的信号接收能力．

关键词 卡塞格林系统 波象差 有限目标距离 自适应光学

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卡塞格林系统的杂散辐射分析 被引量：4

8

作者 栗洋洋 刘琳 +1 位作者 彭晴晴 杨加强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期987-991,共5页

卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,... 卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,并在杂散光分析软件TracePro中建立了系统的光机模型,对系统进行杂散光追迹。然后分析得出系统的外部杂散辐射和内部杂散辐射对系统的影响,得到系统的点源透过率,并据此指标评价系统的杂散光抑制水平。最后,针对系统的杂散辐射,设计了遮光罩并提出其他杂散防护措施。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 杂散辐射 光线追迹 点源透过率

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经典卡塞格林系统热差分析 被引量：6

9

作者 许求真 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期435-441,共7页

对纯反射的经典卡塞系统,推导出了热差的数学解析式,用解析式分析计算了三种典型情形,并同步用ZEMAX软件进行了模拟演算。结果表明:当材料选择不当时,将会产生很大的热差;当反射镜材料和结构件材料的膨胀系数值相同时,热差恒为零。

关键词 热差 经典卡塞格林系统 红外导引头

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用计算全息法检测卡塞格林系统主镜 被引量：3

10

作者 王兆明 张继友 +2 位作者 栗孟娟 阴刚华 李凌 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期114-119,共6页

为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的... 为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的概念快速建立非球面检测模型,针对卡塞格林系统主镜中心开孔的特点,通过加入同轴载波实现了衍射次级的完全分离,相比目前常用的倾斜载波方法简化了相位量化复杂度,数值仿真计算出了最优的台阶深度,降低了加工难度。给出了相应的设计方法及实例,研制投产了CGH。测试得到主镜面形的均方根误差为0.018λ,并与传统补偿器结果(RMS=0.019λ)进行对比,两者测试结果吻合,验证了该设计与检测方法的正确性,该设计方法简单快捷,适用于卡塞格林光学系统主镜面形检测。 展开更多

关键词 计算全息 非球面检测 卡塞格林光学系统

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红外双波段卡塞格林光学系统设计 被引量：34

11

作者 樊学武 马臻 +1 位作者 陈荣利 李英才 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期463-465,共3页

定性地论述了卡塞格林系统设计中焦距、场镜焦距和后工作距离大小的选择 并论述了在设计中主、次镜必须根据设计结果的分析 ,调整主、次镜的半径和间隔 ,从而使后工作距离 ,遮栏比都能满足设计要求 ,最终使系统能够获得最优的设计性能... 定性地论述了卡塞格林系统设计中焦距、场镜焦距和后工作距离大小的选择 并论述了在设计中主、次镜必须根据设计结果的分析 ,调整主、次镜的半径和间隔 ,从而使后工作距离 ,遮栏比都能满足设计要求 ,最终使系统能够获得最优的设计性能以满足设计需要 ,在系统的垂轴像差难以消除时 。 展开更多

关键词 红外光学系统 卡塞格林系统 设计 焦距 场镜 像差 透镜

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大相对口径轻量化卡塞格林系统主镜的加工检验 被引量：12

12

作者 付联效 吴永刚 +2 位作者 李兴隆 郝沛明 王鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期764-767,共4页

介绍了卡塞格林系统的焦距为6000mm,系统的相对口径为1/10,主镜的口径为600mm,主镜相对口径为1/1.2,主镜的材料是微晶玻璃,背面打有盲孔,质量为原来的50%。由于主镜的相对口径比较大,而且经过轻量化,因此加工难度比较大,在加工过程中在... 介绍了卡塞格林系统的焦距为6000mm,系统的相对口径为1/10,主镜的口径为600mm,主镜相对口径为1/1.2,主镜的材料是微晶玻璃,背面打有盲孔,质量为原来的50%。由于主镜的相对口径比较大,而且经过轻量化,因此加工难度比较大,在加工过程中在传统方法的基础上对工艺加以改进,采用三点扩九点的支撑方法和四点夹持的方法,最终将主镜加工到了很高的精度。主次镜组合系统的弥散圆直径小于0.02mm,用干涉仪检验卡塞格林系统主镜的峰值(PV)为1.23λ,均方根(RMS)为0.18λ。 展开更多

关键词 光学设计 卡塞格林系统 主镜 大相对口径 轻量化

原文传递

一个新的泛卡塞格林望远镜系统 被引量：17

13

作者 潘君骅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第5期438-441,共4页

将卡塞格林系统的主镜及次镜都取球面,在焦面前加2片以上改正透镜,而将作为密封窗的平行平板的一面加4次方项,可以设计出具有相当大视场,像质优良的新光学系统。平板上的4次方非球面是凹面性质,它的制造,在周边铰支而外加均布载荷时可... 将卡塞格林系统的主镜及次镜都取球面,在焦面前加2片以上改正透镜,而将作为密封窗的平行平板的一面加4次方项,可以设计出具有相当大视场,像质优良的新光学系统。平板上的4次方非球面是凹面性质,它的制造,在周边铰支而外加均布载荷时可以加工为球面,释放均布载荷后该面即弹回成所要的4次非球面。所以,此系统从光学工艺角度看只有球面和平面。文中设计了4个不同相对口径系统:F/3,F/5,F/8,F/10。口径和视场相同:φ=300mm,2ω=1°,像质都接近或达到衍射极限。 展开更多

关键词 平行平板 泛卡塞格林系统 均布栽荷 铰支 光学系统 望远镜

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含有三个非球面的卡塞格林系统光学设计 被引量：16

14

作者 史光辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期238-241,共4页

介绍了一种含三个非球面的卡塞格林系统的设计思想，给出了一个设计结果。焦距２．８ｍ，Ｆ／５．６，视场３．２°，主镜、次镜均为６次方非球面，场镜含一４次方非球面，成像质量接近衍射极限，畸变也得到了校正。

关键词 卡塞格林系统 非球面 光学设计 物镜 成像质量

原文传递

失调卡塞格林光学系统像差特性的研究 被引量：5

15

作者 庞志海 樊学武 +2 位作者 马臻 陈钦芳 邹刚毅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期195-200,共6页

以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在... 以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在两个零点且不再关于中心视场对称。在校正失调产生轴上彗差的情况下,卡塞格林系统的一个像散零点位于轴上视场,轴上视场的像差接近于零,但是边缘视场的像散依然较大,因此在卡塞格林系统的装调过程中,需要测量多个视场的波像差来确定系统的装调状态。利用CODE V对失调卡塞格林系统的像差在视场上的分布进行仿真,结果表明利用矢量波像差理论可以对失调卡塞格林系统的像差进行定性分析,以提高卡塞格林系统的装调效率。 展开更多

关键词 矢量波像差 光学装调 失调量 像差 卡塞格林光学系统

原文传递

一种改进型的红外卡塞格林光学系统设计 被引量：13

16

作者 李婕 明景谦 卢若飞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期76-80,共5页

在卡塞格林光学系统的设计中引入曼金反射镜、中继镜组,以提高卡塞格林光学系统承担视场和相对孔径的能力。通过设计实例表明,这种改进后的卡塞格林系统承担视场、相对孔径的能力得以很大提高,像质、结构长度满足设计的要求。

关键词 卡塞格林光学系统 曼金反射镜 光学设计

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改良型卡塞格林系统的加工检验

17

作者 李卓霖 付秀华 +2 位作者 贾宗合 杨永亮 顾皓楠 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第2期122-126,共5页

卡塞格林系统是望远系统中最经典的反射式光学系统。常规的卡塞格林系统成像点在系统以外,可以直接采用干涉仪检验。而改良型卡塞格林系统成像点在两镜之间,无法用常规方法进行检验。基于系统特性,主要分为两步检测:对主镜进行精确检验... 卡塞格林系统是望远系统中最经典的反射式光学系统。常规的卡塞格林系统成像点在系统以外,可以直接采用干涉仪检验。而改良型卡塞格林系统成像点在两镜之间,无法用常规方法进行检验。基于系统特性,主要分为两步检测:对主镜进行精确检验;通过检验系统的弥散斑评价成像质量。在采用轮廓仪测量、阴影法检验以及Zygo干涉仪检测的基础上,通过搭建特殊结构对系统进行精确检测。同时,在检验过程中要边测量边修正面形,使得系统成像质量符合使用要求。 展开更多

关键词 光学制造 非球面 卡塞格林系统 检验

原文传递

改进型卡塞格林光学系统的设计 被引量：4

18

作者 张磊 刘智颖 +1 位作者 胡源 高天元 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2011年第4期30-32,共3页

普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过... 普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过在系统最前面附加前校正组,使得主次镜可以由球面面型实现,通过在像面前设置后校正组使视场也得到了提高,与传统的卡塞格林光学系统20'相比,它的视场可以拓宽到1.3°。系统设计结果通过传递函数与点列图的分析与衍射极限非常接近,为中等口径卡塞格林光学系统的设计提供了一个新的思考方法。 展开更多

关键词 改进型卡塞格林光学系统 球面 遮拦比 视场 传递函数

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基于卡塞格林原理的火焰自由基测量系统 被引量：1

19

作者 钟英杰 王根娟 +2 位作者 王明晓 王炜豪 邓凯 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1044-1050,共7页

为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采... 为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采集装置的聚焦功能进行验证,实验结果表明,该装置可以采集直径为0.382mm,长为1.628mm区域内的光线,具有三维高空间分辨率.基于甲烷部分预混火焰的OH基、CH基的光强随半径方向的分布数据分析,证明卡塞格林光线定点采集装置在火焰自由基荧光强度中定点测量的有效性与高空间分辨率特性. 展开更多

关键词 火焰自由基 荧光强度 卡塞格林光学系统 定点测量 光电倍增管

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含衍射透镜的4^d视场卡塞格林光学系统 被引量：2

20

作者 任智斌 朱丽思 +1 位作者 曾皓 姜会林 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2007年第1期1-4,共4页

为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量... 为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量,各视场的波前差均小于1/4波长,光学传递函数接近衍射极限。设计结果表明,衍射光学元件对于改善卡赛格林系统的视场具有重要的作用,此设计方案降低了对加工工艺水平的要求,成本大大降低,使设计结构紧凑且具有良好的消像差特性,从而找到并实践了提高卡赛格林光学系统视场的新途径。 展开更多

关键词 光学设计 衍射光学 视场 卡塞格林光学系统

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