水下成像光学系统设计

摘要

在对目前水下成像系统现状进行调研后,分析了影响水下成像距离和成像质量的主要因素,即后向散射.突破了传统水下成像系统分视场、多探测器的成像方式,利用光学设计软件Zemax设计了一款大相对孔径、大视场的水下成像光学系统.系统只采用一个光电探测器,波长486 nm～656 nm,相对孔径1/1.8,视场角120°,采用9片透镜,无非球面,简化了透镜加工过程及成本.中心视场的艾里斑尺寸3μm,在奈奎斯特频率60 lp/m m,时,各视场的调制传递函数曲线均高于0.7.同时,对大视场系统产生的高畸变进行校正,畸变小于5％,成像质量很好.此系统可广泛应用于水下探测、海洋开发、海底资源勘探、水下反恐等领域.