基于二元光学的摄远物镜设计

摘要

现代光学系统中，表面为微结构的二元光学元件的应用已经变得越来越广泛。由于二元光学元件特有的对波前复振幅调制作用使它具有许多独特的性能，从而，传统光学系统的结构与性能能够得到有效地改进。
　　 本文根据联合变换相关器的总体设计要求设计了一摄远物镜，用于联合变换相关器的目标摄取。应用ZEMAX光学设计软件，初始结构是由5片球面透镜组成的摄远镜头，在一个面上引入了非球面，简化为4片结构，它的调制传递函数曲线与衍射极限曲线接近，三个视场的均方根半径分别为7.704μm，8.347μm，8.974μm与艾里斑的半径7.209μm非常接近，而且三个视场的波像差都小于0.25λ。
　　 为了改善光学系统的结构和性能，在此基础上又提出了改进方案，在一个面上引入了二元光学技术，得到的4片结构的三个视场的调制传递函数曲线都基本与衍射极限曲线重合，三个视场的均方根半径分别为4.999μm，5.393μm，5.863μm都小于艾里斑的半径7.261μm，三个视场的波像差都小于0.15λ，而且在两个位置色差得到了校正，二级光谱也得到了校正。将应用二元光学设计的摄远物镜与联合变换相关器相结合，军事上能够更好的实现对目标的实时探测、自动识别以及高精度定位。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1微光学的发展及二元光学的形成

1.2二元光学的国内外发展概况

1.3二元光学的主要应用

1.4课题的研究目的、意义和内容

第二章 二元光学技术

2.1二元光学简介

2.2二元光学元件的主要特性

2.3小结

第三章 关于联合变换相关器的介绍

3.1联合变换相关器的发展现状及趋势

3.2联合变换相关器的原理

3.3实时联合变换相关器的结构

3.4小结

第四章 基于二元光学的摄远物镜结构设计

4.1摄远物镜的结构和光路特点

4.2摄远物镜的初始结构设计

4.3非球面的摄远物镜设计

4.4基于二元光学的摄远物镜设计

4.5小结

第五章 公差分析及像质评价

5.1公差分析

5.2像质评价

5.3小结

总 结

致 谢

参考文献

附录Ⅰ攻读硕士学位期间发表的论文和取得科研的成果