铝基离轴三反系统光机一体化设计
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Optical mechanical integrated design of aluminium based off axis three mirror anastigmat system
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    摘要:

    针对红外成像领域离轴三反系统在批产中存在生产效率低、产品一致性差、抗振动和无热化等工程化要求高的问题,本文舍弃传统的手动抛光等加工工艺,以高精度精密数控加工技术为基础,确定零件的形位公差、尺寸公差和面型等参数的加工工艺,采用光机一体化设计方法设计一款用于中长波红外成像的铝基离轴三反系统。系统指标为有效口径150mm,扩束比4倍,视场角28°×24°,工作波段37~48μm和77~103μm。分别介绍了系统的光学设计、无热化设计、消应力设计和轻量化设计结果,并在常温和高低温下对成像效果进行了测试。实验表明,该系统能够满足中长波红外系统的成像需求。

    Abstract:

    Aiming at the problems of low production efficiency,poor production consistency and high engineering requirements such as vibration resistance and athermalization in the batch production of off axis three mirror anastigmat system(TMA)in the field of infrared imaging,the traditional manual polishing and other processing techniques are abandoned.In this paper,based on high precision CNC machining technology,the shape and position tolerance,dimension tolerance,surface shape tolerance of elements and other parameters of the machining process are determined.An aluminium based off axis three mirror anastigmat system for mid wave infrared(MWIR)and long wave infrared(LWIR)using an integrated optical mechanical design approach is designed.The system optical parameter are 150mm effective aperture,4× beam expansion ratio,2.8°×2.4° field of view,3.7~4.8μmand 7.7~10.3μmoperating bands.The results of optical design,athermalization design,stress relief design and lightweight design of the system are presented respectively,and the imaging results are tested at room temperature and high and low temperatures.The experiments show that the TMA can meet the imaging requirements of medium and long wavelength infrared systems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

杨加强,刘宏旭,刘秋佐,冯位欣,李江勇.铝基离轴三反系统光机一体化设计[J].激光与红外,2023,53(6):900~905
YANG Jia-qiang, LIU Hong-xu, LIU Qiu-zuo, FENG Wei-xin, LI Jiang-yong. Optical mechanical integrated design of aluminium based off axis three mirror anastigmat system[J]. LASER & INFRARED,2023,53(6):900~905

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  • 最后修改日期:2022-07-18
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