文档介绍：西安工业大学
硕士学位论文
激光测距望远镜的光学变焦系统设计与研制
姓名:赵娜
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:刘群华
20090510
匆毡激光测距望远镜的光学变焦系统设计与研制要摘学科:光学工程研究生签字:指导教师签字:脉冲激光测距技术是一种利用脉冲激光实现距离测量的技术,广泛的应用于军事和民用中。而激光测距望远镜的光学发射系统性能的好坏是决定其测距能力的关键。变焦距光学系统是一种焦距可连续改变而像面位置保持稳定的光学系统,近年来,随着变焦距系统光学设计理论的完善以及加工工艺的成熟,变焦距光学系统的种类日益丰富,成像质量逐渐提高,可与定焦系统相媲美,因此广泛的应用到各种工作生活领域中。在这种情况下,研究激光测距望远镜的光学变焦系统设计与研制无疑具有重要意义。本文研究了激光测距望远镜的原理和特点,依据高斯光学理论,具体分析了变焦距光学系统设计的原理,并探索了变焦距光学系统设计的一般方法,介绍了整个激光测距望远镜光学变焦发射系统的光学结构和机械结构的设计。围绕变焦距光学系统设计如何解决变焦距过程中的像面漂移的关键问题,对变焦距望远物镜进行了深入研究,并专门针对鱍脉冲激光测距望远镜的发射光学系统进行了具体的分析设计,该系统可将输出激光束最小发散角压缩到近,输出光束最大宽度达到满足一定准直性的基础上,实现了大约独┦鹊母弑堵时浣狗段В瓜低衬芄宦足扫描搜索以及适应距离的远近变化来进行跟踪探测的要求。本文在查阅国内外文献资料的基础上,结合工作实践,采用砑D馍杓出了激光测距望远镜的光学变焦系统的光学结构参数和外形结构图,并进行了像质评价。结果表明:该系统结构简单,加工难度小,成本较低,成像质量好,性能优良,是一种可以被广泛采用的高倍率激光扩束系统。关键词:光学系统设计;激光测距望远镜;变焦距光学系统;像面漂移;高斯光学以上,并且在
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,本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,学位论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,不包含本人己申请学位或他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的老师和同学对本研究所做的贡献学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。学位论文作者签名:指导老师签名:均已在论文中作了明确的说明并表示了感谢。日期:,
指制撇:训研辱学位论文作者签名:。!Y猓辏学位论文知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间学位论文工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后,使用学位论文工作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍是西安工业大学。学校有权保留送交的学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日期:西安:】荡笱妒畚/
髀研究背景激光自世纪年代问世以来,就开始了激光的军事应用,其中,激光测距机是激光技术在军事领域应用的成功典范。由于激光具有良好的方向性和单色性,所以与微波等其他测距方法相比,激光测距具有方向性好、测距精度高、测程远、抗干扰能力强、隐蔽性好等优点,并因此在军事领域的到了广泛应用。作为现在军事侦察技术和距离探测设备的重要技术之一,脉冲激光测距技术对提高防空、海上作战、中近程精确打击及陆上武器攻击的命中精度方面一起到了关键作用,可以说,未来武器系统的发展及其命中精度的提高将在很大程度上依赖于激光测距技术的发展。目前应用比较广泛的激光测距方法主要有:脉冲激光测距、相位激光测距。川连续变焦光学系统是很常用的典型光学系统,近年来,随着光电接受器件的发展,变焦镜头的使用也越来越广泛。变焦光学系统是指焦距可在一定的范围内变化、而在变焦过程中像面位置保持不动、相对孔径也基本不变的光学系统。连续变焦镜头在一定范围内可以连续改变焦距从而得到不同大小的视场角、不同大小的影像和不同景物范围,在民用和军用方面都有重要的价值。例如在数码相机中广泛使用变焦镜头来实现对景物的不同拍摄的要求,而在军事上变焦镜头则可以用来对目标进行探测和跟踪。目前,激光扩束系统在诸如激光雷达、全息照相、激光测距以及光通讯等领域有着十分广泛的应用,其主要作用是通过改善激光束的空间发散角,使光束的准直性进一步得到改善,并使其满足孔径要求【。在激光发射系统中,为了增大作用距离,就要提高发射系统发散角的精度,可利用扩束器压缩空间发散角来实现。然而,发射系统精度要求越高,对扩束器的扩束倍率要求也越高,这使得高倍率激光扩束系统的研究越来越重要。与此同时,远距离激光主动探测体制对扩束