超高速數(shù)字分幅相機(jī)中光學(xué)分幅系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、超高速數(shù)字分幅相機(jī)廣泛應(yīng)用于光譜學(xué)、光電子學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)、流體力學(xué)、非線性光學(xué)、激光物理學(xué)、等離子物理學(xué)、彈道及射程研究、爆炸研究、沖擊波研究等科技與工程領(lǐng)域。因此,超高速數(shù)字分幅相機(jī)的研制具有重要意義,已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。本文的工作就是圍繞超高速數(shù)字分幅相機(jī)中光學(xué)分幅系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開的,完成的主要研究工作和創(chuàng)新之處如下:1.完成了超高速數(shù)字分幅相機(jī)的研制方案的制定超高速數(shù)字分幅相機(jī)由光學(xué)分幅系統(tǒng)、快門系統(tǒng)、信號(hào)采集及

2、處理系統(tǒng)三部分組成。通過光學(xué)分幅系統(tǒng)獲取四路光信號(hào),快門系統(tǒng)控制光信號(hào)的獲取時(shí)間,信號(hào)采集及處理系統(tǒng)把CCD產(chǎn)生的電信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的處理。2.完成了光學(xué)分幅系統(tǒng)的研制方案的制定光學(xué)分幅系統(tǒng)采用棱錐分光的方式,主要由前物鏡組、目鏡組、反射鏡組及后物鏡組構(gòu)成。其中,反射鏡組中的分光棱錐是本光學(xué)分幅系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。它的四個(gè)反射面分別與光軸成45度角,能夠均勻地將平行光束分成四路。3.設(shè)計(jì)了光學(xué)分幅系統(tǒng)并分析了成像質(zhì)量由于光學(xué)分幅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常

3、復(fù)雜,因此對前物鏡組、目鏡組、后物鏡組分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析,各鏡組的成像質(zhì)量均達(dá)到了衍射極限。整個(gè)光學(xué)分幅系統(tǒng)的成像質(zhì)量達(dá)到了衍射極限,動(dòng)態(tài)極限空間分辨率達(dá)到了16lp/mm。4.建立光學(xué)分幅系統(tǒng)的三維立體仿真模型使用光學(xué)輔助設(shè)計(jì)軟件ZEMAX,并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)軟件SOLIDWORKS,在ZEMAX的非序列模式下建立了光學(xué)分幅系統(tǒng)的三維立體仿真模型。其中,關(guān)鍵元件——分光棱錐的模型是在SOLIDWORKS下建立的。5.對光學(xué)分幅系統(tǒng)進(jìn)行了