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基于DMD的红外场景模拟器光学系统设计

作　者: 辜义文
导　师: 徐熙平
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 光学设计 DMD 高斯解分析 PW法公差分析
分类号: TN216
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

红外线以其强穿透性和探测隐蔽性在军事上得以重视,由此而引发的红外技术也日渐发展。作为红外技术的一个分支,红外成像仿真技术在制导方面得以纷纷采用,成为用于测试和评估导引头的有效手段。红外光学系统是其重要组成部分,其设计的合理性直接影响整个系统成像的均匀性、对比度、分辨率等。本文通过对红外场景生成技术的对比选择,最终采取用DMD (Digital Micro-mirror Devices)作为景象生成器件,并设计了基于某导引头的红外双视场景象模拟器的光学系统。本文介绍了DMD和红外导引头的工作原理,以及基于DLP技术的动态红外景象投影系统。对基于DMD的红外双视场的光学系统的结构特点和设计难点进行了过程分析,讨论了光学系统中使用的远心光路结构的组成部分,及各组份之间的关系,以确定满足该系统的一种设计方案。本文对红外双视场光学系统采用变焦系统的方案,介绍了变焦理论,从变焦方程着手,分析变焦系统的高斯解,用PW法求解各组分的结构参数,再用光学软件对结构数据进行优化。通过对MTF,弥散斑,畸变等分析,表明投影光学系统设计满足成像要求。最后本文还对双视场光学系统的公差进行了分析,保证了投影光学系统的倾斜、偏心、厚度等参数在满足公差要求较为宽松的同时,双视场投影光学系统仍可以清晰成像,达到设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章绪论  7-15
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 红外景象生成技术的种类介绍及分析  8-13
  1.3 本课题研究的目的和意义  13-14
  1.4 本课题研究的主要内容  14-15
第二章基于DMD器件的红外光学系统设计方法  15-22
  2.1 基于DMD的红外光学系统介绍  15-20
  2.2 基于DMD的红外光学系统设计分析  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章基于DMD的红外双视场光学系统设计  22-41
  3.1 变焦光学系统  22-23
  3.2 基于DMD的红外双视场系统参数确定  23-25
  3.3 红外双视场光学系统的初始结构求解  25-34
  3.4 红外双视场光学系统的软件优化及结果分析  34-41
第四章红外双视场光学系统公差分析  41-55
  4.1 光学系统公差分析  41-51
  4.2 公差设计结果  51-54
  4.3 小结  54-55
第五章结论与展望  55-57
  5.1 本文的结论及特点  55
  5.2 进一步研究工作的展望  55-57
致谢  57-58
攻读硕士学位期间发表的学术论文  58-59
参考文献  59-60

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