摘要：针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程(MOR)定义等问题,提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法,确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构,优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%,发散角为1.48°;光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°~50°,散射角度分辨率为1°,周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法,利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差,其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大,为2.28%。据此,基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明:标准朗伯散射体散射角度20°~50°所表征的MOR量值范围为6.54~45.74 m,符合世界气象组织对MOR的定义,最大绝对误差为-2.41 m,优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10,为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。

摘要：根据用于校准能见度仪的标准散射体定标系统的照明需求,设计了均匀照明系统。结合照明光学系统的技术指标精度及范围,分析选取LED作为系统光源;基于聚光器二次配光设计的思路,分析了CPC二次配光反射镜的设计依据,进而完成设计;设计了开普勒式准直光学系统以及积分式匀光系统,利用软件对均匀照明光学系统进行仿真分析并进行实验验证。实验结果表明,均匀照明系统的出射光发散角优于±4.3°、辐照面均匀性优于90.98%,满足近似平行光均匀照明使用条件。

摘要：介绍了基于TFT-LCD的动态星模拟器的工作原理及星点位置误差的计算方法。利用经纬仪对动态星模拟器显示的网格星点进行测量,计算了各星点的位置误差及修正系数。对网格上星点的修正系数进行分区处理,并利用Matlab软件对各分区的修正系数进行曲线拟合,得到修正系数关于星点位置(方位或俯仰)坐标的方程。结果表明,修正后星点的位置误差均小于35″,满足动态星模拟器的设计要求。

摘要：动态目标模拟器是在地面模拟星空,对星敏感器的星图识别算法进行功能测试,可实时给出星图的检测设备。设计了动态目标模拟器的星图显示系统。首先阐述了动态目标模拟器的工作原理,其次推导了系统涉及的核心算法,然后进行了系统的硬件及软件设计,并得出仿真结果。该系统在22°视场内可模拟2-6等星,单星张角小于42"。对相关领域的研究具有参考价值。

摘要：介绍了静态星模拟器的工作原理,对光学系统的参数进行了分析,提出了一个大视场小型静态星模拟器准直物镜光学系统设计方案,系统选用七片透镜进行设计,有效孔径为25mm,其焦距为60.01mm,视场角为28.3°。像质分析表明,此光学系统能够满足设计要求。

摘要：为了减小透射式光学系统机械结构的重量,提出一种基于多学科优化软件的轻量化优化方法。光机结构重量与结构体积和材料属性有关,针对结构体积进行了轻量化优化。以镜筒壁厚等结构尺寸为变量,以施加载荷后的光学MTF值符合设计要求时的质量最小为目标,以一安防变焦系统结构为例验证了优化方法的可行性。与原始变焦系统结构相比,优化后重量减小了24.72%,光学系统MTF降低了0.76%,质量满足设计要求2 kg,MTF符合设计要求。对于透射式光学系统结构轻量化设计提供一种新的参考和借鉴方法。

摘要：基于红外探头视场的标定原理和技术,设计了一种技术指标为焦距f=800mm、有效口径D=160mm、工作波段14～16μm、视场0.1°、准直精度30"的平行光管,光管采用离轴反射式系统,该系统由离轴抛物面反射镜和平面反射镜组成,其具有传输能量大、无色差、中心无遮拦的特点。设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求。

摘要：红外光学系统相比于可见光光学系统,其成像质量受温度波动影响很大。基于光学被动式无热化原理,分析红外系统各部分光学参量受温度变化的影响因子,设计了一个工作波段3~5μm,焦距120mm,F#=2的红外光学系统,选用分辨率为384pixel×288pixel、像元大小为25μm的非制冷型红外探测器。该系统采用四片式的结构形式且全部为球面光学元件,采用硅和锗两种常见的中波红外材料满足了消热差和消色差的要求,故具有较高的加工可行性和较低的生产成本,在工作温度范围-40℃~60℃之间都能保持优良像质,并且满足非制冷型中波红外系统的使用需求。

摘要：论述了太阳模拟器的工作原理,设计了一个太阳模拟器光学系统,该系统由椭球面聚光镜、光学积分器、光阑、准直物镜等组成,并对准直性误差进行了理论计算。设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求。

摘要：针对目前LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱匹配不佳的情况,提出了一种基于光谱合成原理,利用LED光强调节技术与反馈控制技术,对全波段太阳光谱进行模拟的LED太阳模拟器控制系统的设计方法,实现任意波段LED光强单独调节的目标,解决了合成光谱细节优化的难题。根据LED结温对其发光特性的影响,利用热电制冷与反馈控制技术相结合,有效的控制了LED光源阵列的工作温度。实验验证LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱的匹配度达到了AM1.5的A级标准。