基于大面阵CCD的复消色差航空相机物镜设计.pdf

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基于大面阵母聪ú詈娇障嗷锞瞪杓李玉瑶唐勇林昭珩李宁引言光学报航空相机是以航空飞行器为平台,以拍摄海上、陆地目标来获得信息的光学仪器。随着技术的进步,航空相机已被世界各国广泛用于资源普查、地形测绘、军事侦察等许多领域。航空相机物镜的成像质量直接影响所拍摄信息的分辨率。由于光谱仪对信号的接收是采用装置,具有宽谱段、长焦距、高分辨率等特点,因此,在航空相机物镜的设计过程中,会遇到各种像差校正问题,其中二级光谱的校正是必须要解决的重要问题Mǔ6豆馄仔U淖钣行Х椒ㄊ遣捎锰殊光学材料,如萤石。⒎岵AА⑻鼗鹗璃、晶体和光学液体等口’,但特殊光学材料极少,较脆,理化性能不稳定,大尺寸的材料更难以获得,第卷第期文章编号:—ご豪砉ご笱Ч獾绻こ萄г海A殖ご摘要为了满足航空相机物镜结构简单及高分辨率的要求,提出了一种基于波差法校正长焦距、宽波段的大面阵娇障嗷锞刀豆馄椎姆椒ā=樯芰硕豆馄椎幕驹恚隽瞬ú罘ㄉ杓聘聪ú钗锞档姆匠套椤2用普通光学材料设计了复消色差航空相机物镜,系统焦距为,相对孔径为,工作波段为给出了光学系统图、纵向像差图及调制传递函数图。设计结果表明,采用该方法设计的航空相机物镜在处各视场传递函数均在陨希憬邮掌骷行С叽缥的大面阵上褚G蟆关键词光学设计;二级光谱;波差法;复消色差;’收稿日期:——;收到修改稿日期:——作者简介:李玉瑶,女,硕士研究生,主要从事光学设计与光学仪器等方面的研究。导师简介:唐勇,男,副教授,主要从事光学仪器设计和光电检测等方面的研究。年月/,/,;籵:甤猰簍瓹,×,琂,—,’.甌,.,瓺.;;—縨
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礚等;。一琧弧翠≯胍灰淮∑纫弧以一△骸6帧啊埃一。一一∑嘞一。蹋骸R籐,“,聪ú詈娇障嗷锞档纳杓∑磊一∑洹R设计结果色差与光焦度的分配有关。一般来说,光学系统在两在出瞳处两波面之间的波色差阂弧S氤跫渡ú钕阂唬阂灰环㈠,一,一骸R式中Ⅳ:,,骸7直鹞狝。光和天。光的波像差,艿海:。分别为夂虯:光的单色球差。当光学系统处于空气中时,,骸⒁昏裕骸R,“;,≈“:。一“为9阂弧R豢式中和分别为夂虯。光的像方截距。工艺性欠佳且价格昂贵。以往也有采用二级光谱校正器或二元光学元件等方法实现纯折射式系统二级光谱的校正本文以像差理论为基础,结合航空相机物镜的特点,应用波差法,采用普通光学材料设计了复消色差航空相机物镜。同时,在航空相机照相时,由于飞行器运动和震动及相机摆扫等原因导致了成像模糊,像移补偿成为必须解决的关键技术之一埃就需要在光学设计时保留较大的后截距以安装补偿反射镜。技术要求焦距:—相对孔径:痜/接收器:有效尺寸的大面阵响应波段:∪量子效率较高的作为中心波长采用波差法校正二级光谱光学镜头的色差是由光学材料的色散引起的,消个消色差波长:虯。的像点校正重合后,与参考波长5南竦闳杂幸欢ㄆɡ耄庵制ɡ刖褪嵌豆馄住校正了二级光谱的系统称为复消色差系统由像差理论可知,对轴上点而言,夂虯。光数V溆腥缦鹿叵担式中鋒~/.一嘞,。唬海的孔径角。如果以“化作为纵坐标訟。光的理想像面作为参考点髑虿钋撸式中的积分就是光和9馇虿钋咚С擅婊囊话耄渲滴由于接收器件为大面阵虼酥嵬庀癫钜会成为影响成像质量的因素,故将整个系统分为前、后两个透镜组。而光阑位置对轴上像差无影响,所以为了校正轴外像差先将光阑放置在两透镜组之间。物镜