偏振扫描仪(POSP)是一台分孔径、分振幅同时偏振测量的遥感器。简要介绍了POSP的光机系统设计以及部分指标要求。为保证测量精度,针对仪器在运输与发射阶段力学以及在轨运行的热环境,对POSP光机进行了环境适应性设计与分析,并通过热真空与鉴定级力学试验进行验证。试验结果表明,仪器的基频约为110 Hz,各阶模态与仿真结果基本吻合,整机强度和刚度满足要求;热真空试验后,仪器遥感测量输出正常,光机各部组件工作正常。在热、力学试验前后分别进行了整机性能测试,结果显示试验前后视场重合度均大于90%,偏振精度优于0.5%。该仪器具有良好的空间热以及力学环境适应性,满足仪器地面和在轨稳定、可靠的工作需求。

介绍了多视场热像仪变倍机构设计技术。从结构设计的角度出发, 对多视场热像仪常用的几种变倍机构的工作方式、光机结构特点及设计技术要点进行分析与研究, 指出不同机构型式的优缺点和适用性。总结了多视场热像仪变倍机构设计的主要原则。

总结了红外温度自适应光学系统的实现方式, 理论分析了机械补偿法的设计过程, 研制了一种机械补偿式红外温度自适应光机系统。其光学指标焦距 f＝50 mm, 相对孔径 1/1.2, 适配长波非制冷红外焦平面探测器, 其像素为 640×480, 像元大小 17 μm, 工作温度: ―40℃～＋80℃。设计结果表明, 各个温度参考点各个参考视场的弥散斑半径均小于系统艾里斑, 并且像面照度均匀。在空间频率 20 lp/mm处, 光学系统的调制传递函数接近衍射极限。利用机械补偿方式实现了系统各项技术指标。

在光机系统胶接结构中，为研究胶接剂固化收缩对镜片的影响，对胶接剂采用粘弹性模型进行了仿真计算，通过本构方程得到理论解，并采用当量温差法利用有限元分析软件 ANSYS模拟收缩，分析了固化时间对镜片面形误差的影响。通过和线弹性模型对比，分析了粘弹性模型的优势。通过改变固化时间，分析了不同固化时间对镜片的不同影响。结果表明，仿真结果和理论解高度一致，且采用粘弹性模型可以很好地反映最终收缩应力随固化时间变化的关系，更好地模拟了收缩应力的生成过程；同时发现，对同一种胶接剂，通过改变环境适当延长固化时间，减小了对镜片面形误差的影响，因此可以适当延长固化时间以减小收缩应力。