摘要：数字微镜器件(DMD)作为红外景象生成器,以其帧频高、空间频率高、灰度等级高、均匀性好等优势,在红外成像制导目标模拟器的研究中受到普遍关注。分析了DMD的工作原理,提出了红外成像制导目标模拟器的组成方案,在实现高模拟温度(大于400℃)的同时,灰度等级能达到214。完成了照明系统的光学设计和灰度轮设计。

摘要：利用平面反射镜进行光路折转以减小航空遥感器体积及质量是一种常用设计手段,而平面反射镜的引入对航空遥感器的装调工作提出了更高的要求。为此本文提出了一种用于航空遥感器平面反射镜系统的装调方法。利用坐标变换法建立经纬仪测量数学模型,推导出单个平面反射镜组件及平面反射镜系统角度偏差(俯仰偏差及方位偏差)与经纬仪测量值之间的对应关系。提出了利用经纬仪完成平面反射镜系统角度偏差测量及装调的方法。最终使镜头光轴与焦平面安装面法线的俯仰偏差和方位偏差均满足不大于2′的指标要求。应用该方法已完成10余套航空遥感器反射镜系统的装调,方法方便高效。同时,该方法可为各种光学仪器中平面反射镜角度标定及装调提供解决思路。

摘要：本文分析了大气环境对航空相机成像质量的影响途径,对影响效果进行了分析,总结出相应的影响规律,并对大气环境对航空相机成像的传递函数进行了初步计算,指出大气散射和大气扰动是影响航空相机成像质量的主要因素。通过地面模拟实验进行了相应的验证,对航空相机的设计有一定的参考价值。

摘要：为避免载机线振动耦合为光电平台角振动,减小角振动对成像质量和指向精度的影响,对机载光电平台隔振系统进行了分析与研究。针对以往单自由度振动模型仅能分析线振动衰减,无法分析线振动与角振动耦合的缺点,建立了隔振系统的双自由度振动模型,推导出载机线振动与光电平台角振动间的传递函数,分析了减振器刚度、阻尼参数偏差以及减振器布局不合理对振动耦合的影响,为隔振系统的设计和安装提供理论基础。结合工程实际,提出了减小光电平台隔振系统振动耦合的具体措施。

摘要：主次镜支撑结构设计是航空相机高质量成像的关键技术之一。基于反射镜支撑的刚度和面形精度的分析,对某航空双波段相机主次反射镜柔性结构进行了设计。提出了主镜周边柔性支撑配合胶粘的形式,使得反射镜组件对外部接点可以远离镜面,从而消除了反射镜安装镜框的装配应力对镜面面形的影响。由有限元分析软件,对主次镜的刚度和面形精度进行了分析,结合分析结果实现了对主次镜的优化,并验证分析了2 g^5 g加速度过载工况下的主次镜面形精度。分析结果表明,主次镜在施加重力和5℃均匀温升综合作用下优化后的面形精度达到PV<λ/10,RMS<λ/40(λ=632.8 nm),主镜组件一阶固有频率为241.7 Hz,均满足设计要求。

摘要：环境载荷引起的航空遥感器光机系统变形对遥感器的光学系统性能会产生严重的影响。为了评估这种影响，需要一种将结构分析和光学分析相结合的有效手段。利用光机集成分析方法，首先建立了长焦距航空遥感器的有限元模型并进行了静力学分析，针对整个航空遥感器系统分别给定航向、展向和法向的加速度载荷，仿真分析了航空遥感器在机载飞行中的变形情况，重点分析由环境载荷、支撑结构所导致的各光学元件的表面节点位移变化，并以Zernike多项式为接口拟合各光学元件的镜面变形，将计算出的拟合系数代入光学分析软件对遥感器系统进行光机集成分析，评估指定环境载荷对该遥感器结构的光学系统性能的影响。分析结果表明，该航空遥感器在过载情况下，遥感器整体系统工作状态的光学调制传递函数在空间频率为0～62．5cycle／mm范围内不低于0．16，经光学核算满足成像要求。

摘要：根据现代战争对夜间进行目标跟踪、侦察及监视的迫切需求,红外光学系统在国防领域获得了广泛的应用。与变焦红外光学系统相比,基于可变冷光阑的变F数红外光学系统可以进行大视场搜索与极小视场监视的转换,提高通光孔径利用率,提高成像质量。随着对视场范围、图像质量、系统小型化等需求的不断提高,变F数红外光学系统逐渐凸显其优势。对变F数光学系统的原理进行了研究,概述了国内外在变F数红外光学系统领域的研究进展。通过分析,提出了系统关键结构可变冷光阑实现的技术路线。最后简要分析了可变冷光阑设计的关键技术。

摘要：针对某红外相机稳定平台,设计了两轴两框架的结构形式。对相机关键支撑结构件照准架进行了较为详细的结构设计和分析研究。照准架采用一体式半封闭结构,提高了照准架的自身结构刚度,同时避免了大尺寸面的加工变形以及装调问题。建立了照准架的三维模型,并进行了6g重力、常温和-20℃均匀温降工况下的静力学分析和模态分析研究。分析结果显示,照准架的最大变形为0.706mm,最大应力为47.33 MPa;1阶模态为53.2 Hz,均满足设计指标。利用有限元软件为红外系统照准架的设计可行性提供了理论依据。

摘要：针对机载平台激光3D成像系统的轻小型需求,设计了采用APD阵列的共口径激光收发光学系统。在分析激光成像系统照明方式及其光学系统结构的基础上,给出了激光3D成像光学系统结构框图:激光经衍射元件实现分束照明,采用双工反射镜实现收发光路的耦合。该光学系统用于2 km以内的目标三维成像,根据激光测距方程,确定了接收光学系统的参数以获得满足信噪比的回波能量。为避免造成像素之间串扰,设计了5倍扩束比的发射光学系统。最后,采用偏振片与1/4波片相结合的方式消除杂光,降低了发射光路对接收光路的影响。设计结果表明:接收光学系统弥散斑直径小于120μm,畸变小于0.2%。该光学系统体积小、重量轻,成像质量良好,可为同类激光成像光学系统提供借鉴参考。

摘要：针对某变焦光学镜头在宽工作温度(-40～+55℃)下光轴与安装基面的平行度变化容限小(≤0.2 mrad)的特点,利用UG软件的高级仿真模块设计了主镜筒及其支架的安装方式,得到了不同情况下主镜筒的变形分布图。提出了一种光轴变化量的估算方法,间接估算出其光轴变化量,从而优化得到了合理的镜头结构方式。实物镜头的光学传递函数检测及振动试验结果显示,调制传递函数值高于0.2,结构基频为117 Hz。结果表明:系统成像稳定清晰,变焦镜头结构优化设计合理。