保偏望远系统的光学设计

摘要

偏振成像可以对伪装的目标进行识别，对有隐藏能力的目标物体进行监测，在军事和民用上都有很重要的应用。然而对于远处物体仅适用偏振相机来探测有时效果还不是很好，这时需要在偏振相机前放置一个望远系统，此系统称之为保偏望远系统，保偏望远系统需要做到在保证像质的同时，尽量保证入射光和出射光的偏振态不发生变化。有了保偏望远系统的辅助，就可以实现对远处物体的偏振态进行探测。
　　文章根据保偏望远系统的技术指标要求，基于偏振理论，光学设计镜头理论，实现保偏望远系统的光学设计。在设计的过程中，根据折射、反射面对偏振态所造成的影响，推导出设计保偏望远系统的三条原则，在根据这些原则设计望远系统，接着利用ZEMAX宏的功能提取入射角折射角计算偏振态，最后利用MATLAB编程进行偏振光追迹以评价保偏性能。
　　根据理论分析与具体指标要求，本文采用透射望远系统来实现保偏性能，分别设计物镜与目镜两个子系统，计算初始结构参数，合理进行优化，最终组合得到一个完整系统，各波段MTF在60线对处均达到0.2以上，偏振态的变化不超过2％，符合要求。同时系统结构简单，易于加工。

目录

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 偏振成像技术的应用领域

1.3 国内外发展现状

第二章 保偏望远系统

2.1 保偏望远系统的简介

2.2 保偏望远系统的偏振理论

第三章 保偏望远系统的设计理论

3.1 保偏望远系统的设计方案

3.2 保偏望远系统的设计原则

3.3 三条原则所引入的新问题

3.4 章总结

第四章 保偏望远系统的设计实例

4.1 引言

4.2 物镜初始结构的选择及计算

4.3 物镜的优化设计

4.4 目镜的设计

4.5 章总结

第五章 保偏望远系统设计结果的分析与评价

5.1 偏振光追迹

5.2 像质评价

5.3 章总结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献