摘要：视差会严重影响望远系统的瞄准和测量精度。传统的检测方法依靠人眼主观判读,只能定性检测。采用自动调焦原理研究了一种基于数字图像处理的视差自动检测方法。建立了调焦量与视差值之间关系的数学模型,通过检测系统的调焦量来得到被测望远系统的视差值。同时设计了用于视差检测的内调焦光学系统,该光学系统具有相对孔径大、成像质量高等特点;选取合适的调焦评价函数对图像进行清晰度的判读,从而找到成像最清晰时的调焦位置,最终通过控制系统实现对视差的自动检测,检测精度优于30″。该方法具有精度高、检测速度快的特点,提高了望远系统的视差检测效率。

摘要：针对高精密计量用标准镜头对中心偏差的严格要求,提出一种车削加工与计算机辅助装调相结合的高精度定心装调技术。通过车削定心对各镜组光轴的倾斜误差进行初步控制,然后结合高精度中心偏差测量仪对平移偏差进行"逐片"调校。利用计算机模拟光轴空间状态的方法,精确定量修磨平行隔圈成一定楔角,进一步控制各镜组间的倾斜误差。结果表明:运用该技术定心后,标准镜头各镜组间的倾斜偏差≤5″,平移误差≤3μm,定心精度满足设计指标。

摘要：根据平显视差测量原理中自动调焦的要求,设计了一个相对孔径与调焦范围均较大的内调焦物镜。针对内调焦传统设计方法的不足,在对内调焦各镜组选型后将它们组合成为一个系统,采用多重数据结构设计的方法,对不同物距下的结构进行同时优化,从而解决了近距离的成像质量难以控制的问题。所设计的内调焦物镜在不同的物距下成像质量稳定,无穷远时光学传递函数(MTF)值在空间频率为120 lp/mm时轴上与轴外均达到0.4以上,物距在300 mm时轴上视场MTF为0.3,轴外视场弧矢MTF在0.3以上,子午MTF达到了0.2;相对畸变均控制在1%以内,有利于后续的图像处理工作。

摘要：箱外光电系统综合检测仪是光电成像系统高低温性能检测装置的重要组成部分,多光谱光学窗口是高低温箱和外置目标模拟器的接口。论文根据应用需求及材料分析结果,选取多光谱ZnS作为光学窗口材料,通过热传导理论对光学窗口组件低温使用状态进行分析,重点分析窗口组件在低温条件下加热对窗口组件面型的影响,并提出了实现微应力装配的结构形式及解决窗口组件在低温条件下结霜结雾的设计方案;通过sigfit对有限元计算结果进行提取、处理以及数据拟合,并通过CODE V分析口径为Φ310 mm窗口组件在使用温度范围内的波像差RMS,分析结果显示优于λ/15,满足窗口组件的光学性能要求,最后通过实物样机进行了验证。实验结果表明:该多光谱光学窗口组件的结构设计方案既满足多波段使用要求,又满足低温除霜除雾要求,同时保证了高低温条件下的光学性能要求。

摘要：针对折反式长波线阵红外传感器的探测距离远、大口径小焦比、无法凝视成像等结构特点与使用要求,提出了一种高精度、流程化、参量化的装调技术,首先保证主反射镜装调后的面型精度,利用准直光管与三坐标测量机严格量化控制主、次镜之间的光学间隔,然后通过波像差测试手段对主、次镜的相对倾斜与径向偏移进行调校;再利用基准转换的方法,保证主、次镜系统与中继镜组光轴一致;最后装配线阵探测器,利用周扫工装反射镜,进行像面与光轴的调校。文中介绍了装调过程中采用的非球面激光定心、微应力粘接装配、中空主次镜光学间隔调校、中继镜"逐片"定心、线阵探测器周视装调等关键技术,结果表明:运用该技术装调后,探测器MDTD可达到4 K,外场探测距离可达60 km以上,满足设计指标要求。

摘要：某传感器侧挂结构形式的光电装置光轴一致性指标超差。通过对光电装置的光具座、传感器罩等相关零件的结构进行分析,对光具座、传感器罩的相互配合面和光具座的传感器安装面的平面度进行改进设计,提高精度,并适当增加其壁厚;着重对改进前后的光具座进行了模态分析。通过搭建试验装置对改进后的光电装置进行试验测试,对试验测试数据进行分析。试验结果表明,改进措施对提高光电装置光轴一致性有效。

摘要：针对共光路系统对环境温度的适应性问题,以温度-光学变形特性研究为基础,提出了一种基于综合传热的主镜组件分区域热控方法。建立了主镜组件的传热模型并分析了典型热控工况下的温度分布特性;对不同材质的主镜进行了热仿真,以热光学试验结果修正模型,使主镜温度场的仿真与实测结果绝对偏差小于1.4℃,同时确定了主镜组件的温度梯度控制阈值;采用分区传热策略,使主镜组件达到高温升水平、低温度梯度的热控目标。以某主镜组件为对象进行了仿真与试验:当主镜平均温升达到16℃以上时,镜体轴向温度梯度≤2.5℃,径向与周向温度梯度≤2.4℃,主镜面形变化量小于0.005λ,该结果可为共光路系统的整体热控方案设计提供优化思路。

摘要：介绍了一种离轴卡塞格林光学系统的高精度装配和调整方法。针对离轴抛物面主镜装配难点,通过理论计算及仿真分析,确定粘接形式及粘接面积,利用干涉仪及平面镜实现自准直检测,完成了主镜的微应力装配。结合系统结构特点,通过测量主镜最佳面型,将主镜位置姿态与机械基准建立关系,使主镜光轴与机械基准保持一致。通过分析次镜失调量与系统波相差之间的关系,对次镜进行六个自由度的调整实现系统波相差校正。主镜粘接装配后面型变化小于5%,系统装调后波像差优于0.055λ,均满足了设计指标要求。

摘要：为了满足两镜反射系统对光学元件高精度的装调、定位要求,以及系统工程化应用对可靠性与装调效率的要求,提出了一种基于人工神经网络(ANN)的自适应装调技术。基于矢量波像差理论分析两镜系统波像差与失调量的映射关系,在Keras框架下搭建ANN,并以非解析思路构建了自适应装调模型,开发了自适应装调装置,使失调次镜的平移调校精度优于2μm,倾斜调校精度优于2″,解决了算法设计与精度优化、反射镜组微应力固联等技术难题,并对某双抛无焦系统完成了自适应装调验证。试验结果表明:运用该装调技术,两镜反射系统装调后波像差优于λ/16、装调周期大幅缩短、装配可靠性通过环境试验考核,为该技术的工程化应用打下了基础。

摘要：针对柱面曲线槽零件,进行了三维建模及三坐标测量方法研究。以设计提供的理论数据为基础,通过数据转化获得曲线槽三维轮廓中心线,进而根据设计图样上的结构尺寸建立三维实体模型,并在此基础上完成曲线槽空间位置点云的测量及采集工作。该方法的建立,实现了曲线筒二维图样向三维实体模型的转变,为三坐标测量机采用模型驱动模式进行接触式测量奠定了基础。通过进行三坐标测头角度预置、校正、建立坐标系、编程和测量等,成功采集到预置点数据信息,解决了该类含空间曲线槽特征零件的建模及测量问题。