光子学报
2023, 52(11): 1122002
红外与激光工程
2023, 52(4): 20220790
为实现自主制导、目标定位、跟踪搜索等复合制导功能, 提出了一种可实现红外与激光双谱段共孔径一体化的小型光学镜头设计方案, 采用透射式光学系统, 光路中设置了一个楔角分光片, 既实现了双谱段分光, 又有效矫正了45°倾斜放置的平板带来的系统像差。设计结果如下: 红外通道全视场平均调制传递函数(MTF)优于0.45(30 lp/mm)、激光通道±1.5°线性区弥散斑直径4.88~5.03 mm, 能量分布均匀, 满足指标要求。最终采用高精度光学定心调整与三坐标精确测量相结合的方法完成了该镜头的装调, 红外通道全视场平均MTF优于0.38, 激光通道弥散斑形状对称、线性区内能量分布均匀, 满足使用要求, 镜头效果良好。
复合制导 双谱段 共孔径 compound guidance dual-spectrum common-aperture
1 中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州)生命科学与医学部, 江苏 苏州 215000
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光与健康研究中心, 江苏 苏州 215163
太阳模拟器是光伏和材料降解研究中的关键设备,能够为光浸泡与耐久度测试提供稳定可控的特征辐照度光谱。基于大功率、单晶窄带小发光面的LED光源采用超半球齐明透镜进行全孔径集光,设计曲面分布式光学结构,从而高效实现目标靶面上的光谱匹配及1个太阳常数(辐照度为100 mW/cm 2)的辐照度。实验结果表明,本文所设计的太阳模拟器在1000 h的时间内的辐照度波动低于1.15%,靶面中心60 mm×60 mm的正方形区域内辐照度不均匀性为1.98%,80 mm×80 mm区域内辐照度不均匀性为4.99%,光斑的光谱匹配度达到A级。该系统结构紧凑,可扩展性强,可用于长期稳态测量。
光学设计 太阳模拟器 发光二极管 光能传递效率 稳态测量 光学学报
2022, 42(10): 1022001
红外与激光工程
2021, 50(5): 20210007
为提高长焦红外光学系统焦距测量的准确性, 提出一种将干涉测量、光电自准和激光跟踪技术相结合的焦距测量方法。基于光学系统波前干涉测量光路, 利用波前的power值对球面反射镜位置非常敏感的特性, 结合激光跟踪仪的空间几何量精密测量和光电自准直仪的精密测角功能, 实现长焦红外光学系统焦距的高精度测量。实验中对一理论焦距为1 520 mm的航空长焦红外光学系统进行测试, 并结合测试设备的测量精度进行误差分析, 5次测量的标准偏差为0.930 mm, 测量误差小于0.2%, 满足测试技术要求。结果表明这种方法用于长焦红外光学系统焦距的测量是合理可行的。
焦距测量 高精度 干涉测量 激光跟踪 光电自准 focal length measurement high precision interferometry laser tracking technique photoelectric auto-collimation
应用于航空航天等**技术领域的高分辨率遥感相机在轨图像处理过程中,需要用到相机实验室静态MTF测量结果进行补偿复原,因此对其测量的准确性提出了较高的要求。针对目前遥感相机实验室静态MTF测量常用的固有频率目标法,进行了各相关误差源的深入量化分析,并结合某航天遥感相机的MTF测量计算出各误差源的影响程度,其中系统总误差和随机总误差分别为0.021 32和0.003 04,最后给出了提高测量精度的建议。在实际工程中,可根据测量条件估算出误差值,并对影响较严重的误差因素采取相应措施,从而提高测量的准确性,对遥感相机在轨图像处理有指导意义。
静态MTF测量 固有频率目标法 误差源 量化分析 在轨图像处理 static MTF measurement natural frequency target method error sources quantitative analysis on-orbit image processing
为了实现离轴二次非球面反射镜几何参数的高精度测量,提出了一种激光干涉仪和激光跟踪仪相结合的测量方法。在离轴二次非球面反射镜的无像差点法干涉检测光路的基础上,使用激光跟踪仪的反射球标定离轴二次非球面镜的特征点位置和曲面的空间位置,通过简单计算得到反射面的几何参数。实验中对一离轴凹椭球反射镜进行测量,其二次曲面系数k和曲率c的测量精度分别达到了0.000 1和0.000 000 2。结果表明这种测量方法用于离轴二次非球面反射镜几何参数的高精度测量是合理可行的。
离轴二次非球面 几何参数 激光干涉仪 激光跟踪仪 conic off-axis aspheric mirrors geometrical parameters laser interferometer laser tracker