寬視場(chǎng)光纖光學(xué)拼接的技術(shù)研究.pdf

1、在天文觀測(cè)、空間遙感、光電探測(cè)領(lǐng)域，目前所采用的光電捕獲跟蹤瞄準(zhǔn)設(shè)備中，存在大視場(chǎng)和高分辨力的矛盾。在長(zhǎng)焦距望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)中，分辨力愈高，探測(cè)視場(chǎng)相對(duì)狹小，不利于快速有效地對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行捕獲跟蹤，如何擴(kuò)大探測(cè)視場(chǎng)成為眾多科研單位的研究課題。 本文擬采用光纖傳像束進(jìn)行光學(xué)拼接的方法，在保證系統(tǒng)成像質(zhì)量和光學(xué)透過(guò)率的前提下，用若干光纖傳像束拼接出大的接收靶面，以擴(kuò)大儀器跟蹤捕獲視場(chǎng)。目標(biāo)通過(guò)望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)光路，成像透鏡，成像于傳像束的接

2、收靶面上，因該靶面是由四根傳像束的靶面拼接而成，可實(shí)現(xiàn)第一像面的四等分。在每路傳像束后單獨(dú)接耦合光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)CCD相機(jī)成像，把四幅圖像進(jìn)行數(shù)字拼接和圖像處理，以實(shí)現(xiàn)光纖光學(xué)拼接的目的。實(shí)際使用過(guò)程中可使像目標(biāo)全視場(chǎng)(拼接視場(chǎng))的捕獲和分視場(chǎng)跟蹤瞄準(zhǔn)，并滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。 本文詳細(xì)論述了傳像束光纖的光學(xué)特性、幾何特性及光纖望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的成像原理，完成光纖耦合光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得傳像束的分辨力為31lp／

3、mm、光學(xué)透過(guò)率為37％，闡述了采用波分復(fù)用技術(shù)來(lái)優(yōu)化像束光纖成像質(zhì)量的原理；求得光纖望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)的理論成像角分辨率為2.58”，較原系統(tǒng)提高2.62倍，單路傳像束系統(tǒng)的視場(chǎng)為0.24°×0.32°，拼接全視場(chǎng)為0.48°×0.64°。根據(jù)大氣特性、目標(biāo)特性、儀器的光學(xué)特性和CCD噪聲信號(hào)來(lái)評(píng)估得到聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的極限探測(cè)能力達(dá)5.4等星，而通過(guò)外場(chǎng)探測(cè)實(shí)驗(yàn)測(cè)得聯(lián)調(diào)系統(tǒng)極限探測(cè)能力為5.2等星，找出影響探測(cè)能力的因素，提出采用光譜濾波法來(lái)改進(jìn)