共轴光学系统计算机辅助光轴一致性装调研究

摘要

本论文从理论与实践方面，对共轴光学系统计算机辅助光轴一致性装调技术进行了深入的研究。 论文的主要研究内容如下： 论文对传统中心偏定义的模糊之处进行了辨析，定义了光轴一致性误差概念；提出了光轴一致性误差的检测原理和计算方法；通过比较静止法、旋转法光轴一致性误差测量的不同方法，指出了采用旋转法光轴一致性误差测量方法的优越性。 论文阐述了光轴一致性误差测量仪器的工作原理；提出了最小二乘法建立最优参考轴的算法，并给出了光轴一致性误差的权重因子选择原则；还讨论了测量基准轴运动误差的检测、计算方法和基准轴变换原理；指出了反射式定中心测量方法是全面并真实地反映整个物镜系统光轴一致性偏差的测量方法。 论文通过完成嫦娥一号探月卫星航天CCD立体相机光学系统的光轴一致性装调，提出了光轴一致性“配车”方法装调物镜的技术及其工艺过程，进行了光轴一致性装调误差分析；并开展了计算机模拟光轴一致性装调方法在本任务中的应用尝试，给出了成像质量逼近衍射极限的光轴一致性装调结果。 论文通过完成某卫星有效载荷干涉成像光谱仪前置物镜光轴一致性装调，研究了光轴一致装调过程中产生的装配应力及其对物镜成像质量的影响，指出了有效控制和及时释放装配应力，是保证物镜成像质量的重要工艺环节之一。 论文将光轴一致性装调的范围从物镜拓展到视准轴的几何关系的装调，提出了一种可操作性强又具有比较严格理论依据的装调方法：进而提出了一种简化物镜的、无隔圈的物镜结构。

目录

文摘

英文文摘

科研道德声明和知识产权声明

第一章引言

1.1研究背景和意义

1.2国内外发展现状概述

1.3本论文研究的主要内容

第二章光轴一致性问题原理

2.1光轴一致性误差定义

2.2光轴一致性装调的应用对象

2.3光轴一致性测量原理

2.4小结

第三章光轴一致性误差测量仪器和方法

3.1光轴一致性误差测量仪器

3.1.1内调焦型定中心仪

3.1.2测微准直望远镜

3.1.3定中心干涉仪

3.2光轴一致性误差测量方法

3.2.1透射式定中心方法

3.2.2反射式定中心方法

3.3光轴一致性测量与装调的辅助装置

3.4基准轴运动误差检测

3.5基准轴变换

3.6小结

第四章航天CCD立体相机光学系统光轴一致性装调

4.1光学系统主要指标

4.2光轴一致装调方法和计算机模拟装调

4.2.1装调工艺简述

4.2.2计算机模拟装调

4.2.3模拟结果分析

4.3装调误差分析

4.4装调结果

4.5小结

第五章航天干涉成像光谱仪前置物镜光轴一致性装调

5.1光学系统主要指标及装调方案

5.2装配应力对物镜成像质量影响的实验研究

5.2.1透明光学材料应力检测

5.2.2装配过程的应力控制及结果

5.3小结

第六章基于光轴一致性装调方法的新型物镜结构

6.1光学成像系统视准轴的确认与调整

6.1.1视准轴的确认

6.1.2视准轴的主要调整过程

6.2激光非接触测量工具及新型物镜结构

6.3小结

结论

发表文章目录及申请专利目录

参考文献

致谢