留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析

朱杨 张新 伍雁雄 张建萍 史广维 王灵杰

朱杨, 张新, 伍雁雄, 张建萍, 史广维, 王灵杰. 紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118003-0118003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0118003
引用本文: 朱杨, 张新, 伍雁雄, 张建萍, 史广维, 王灵杰. 紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118003-0118003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0118003
Zhu Yang, Zhang Xin, Wu Yanxiong, Zhang Jianping, Shi Guangwei, Wang Lingjie. Optical system design and ghost analysis for ultraviolet star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 118003-0118003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0118003
Citation: Zhu Yang, Zhang Xin, Wu Yanxiong, Zhang Jianping, Shi Guangwei, Wang Lingjie. Optical system design and ghost analysis for ultraviolet star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 118003-0118003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0118003

紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0118003
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(61007009)

详细信息
    作者简介:

    朱杨(1989-),男,博士生,主要从事光机系统设计与杂散辐射抑制方面的研究。Email:zhuyang_1989@126.com

  • 中图分类号: TN23

Optical system design and ghost analysis for ultraviolet star sensor

  • 摘要: 针对空间紫外波段航天器自主导航姿态敏感器的特殊需求,提出基于正组为FK5和熔石英、负组为QF1的新型紫外玻璃组合方法,设计了波段330~365 nm、焦距80 mm、F数1.6、视场角88的紫外星敏感器。基于近轴鬼像能量计算的方法对鬼像抑制指标进行计算。利用Code V对系统轴上一阶鬼像进行初步的分析与判断,再利用非序列光线追迹对系统轴外多阶鬼像进行仿真计算,得到完备的轴外鬼像能量分布。结果表明,该光学系统结构紧凑,像质良好,各视场成像弥散斑均方根半径10 m内能量集中度大于80%,相对畸变优于0.05%,在相差7等星的动态范围下,像面处亮星最大鬼像光斑照度仅为暗星照度的1/21,满足紫外星敏感器的探测需求。
  • [1] Guo Yanchi, Xu Xiping, Qiao Yang, et al. Optical system design of star sensor with wide field of view and wide spectra range [J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3969-3972. (in Chinese) 郭彦池, 徐熙平, 乔杨, 等。大视场宽谱段星敏感器光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3969-3972.
    [2] Wu Yanxiong, Zhang Xin, Zhang Jizhen, et al. Research on the autonomous star sensor based on indirectly sensing horizon and its optical design[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(2): 0222001. (in Chinese) 伍雁雄, 张新, 张继真, 等。星光折射自主导航星敏感器及光学系统设计研究[J]. 光学学报, 2015, 35(2): 0222001.
    [3] Liu Jian, Hao Yuncai, Chang Jun, et al. Athermalization of star tracker system[J]. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2010, 30(2): 223-230. (in Chinese) 刘健, 郝云彩, 常军, 等。无热化星敏感器光学系统设计[J]. 北京理工大学学报, 2010, 30(2): 223-230.
    [4] Zhang Aihong, Zuo Baojun, Fan Zhigang, et al. Design of optical system for ultraviolet star-sensor[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2002, 34(3): 370-372. (in Chinese) 张爱红, 左保军, 范志刚, 等。紫外星敏感器光学系统设计[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2002, 34(3): 370-372.
    [5] Zhou Jun, Li Juan, Wang Qingfeng, et al. Optimized design of infrared opto-mechanical systems based on the spontaneous emission suppression[J]. Acta Optica Sinica, 2015, 35(3): 0322003. (in Chinese) 周军, 李娟, 王庆丰, 等。基于自发辐射抑制的红外光机系统优化设计[J]. 光学学报, 2015, 35(3): 0322003.
    [6] Hu Fusheng, Jin Guang, Zhang Nan. Algorithm of list structure of ghost images analyzing in complicated optical systems[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(3):322-325. (in Chinese) 胡福生, 金光, 张楠。复杂光学系统鬼像分析的单向链表实现算法[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(3): 322-325.
    [7] Lv Bo, Liu Weiqi, Zhang Daliang, et al. Optical system design of large entrance pupil catadioptric star sensor[J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(7): 0716002. (in Chinese) 吕博, 刘伟奇, 张大亮, 等。折反射式大入瞳星敏感器光学系统设计[J]. 中国激光, 2014, 41(7): 0716002.
    [8] Wang Hu, Miao Xinghua, Wen Deshen, et al. Optical system design of star sensor with wide-view field and small F-number[J]. Acta Photonica Sinica, 2005, 34(12): 1822-1824. (in Chinese) 王虎, 苗兴华, 汶德胜, 等。宽视场大相对孔径星敏感器光学系统设计[J]. 光子学报, 2005, 34(12): 1822-1824.
    [9] Wang Hong. Optical system for ultraviolet warning camera with wide field of view and large relative aperture[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(12): 3212-3216. (in Chinese) 王红。大相对孔径大视场紫外告警相机光学系统[J]. 光学精密工程, 2014, 22(12): 3212-3216.
    [10] Li Bo, Wang Shurong, Wang Junbo. Optical design of space-based ultraviolet tracking and detailed reconnaissance system [J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(9): 0916003. (in Chinese) 李博, 王淑荣, 王俊博。天基紫外跟踪详查光学系统设计[J]. 中国激光, 2013, 40(9): 0916003.
    [11] Rania H, Abd El-Maksoud, Jose Sasian. Modeling and analyzing ghost images for incoherent optical systems[J]. Appl Opt, 2011, 50(15): 2305-2315.
  • [1] 郑国宪, 焦建超, 俞越, 苏云, 唐义, 粘伟, 刘剑峰.  大视场大相对孔径日盲紫外告警光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200260-1-20200260-6. doi: 10.3788/IRLA20200260
    [2] 伍雁雄, 乔健, 王丽萍.  长焦距无热化星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20200061-1-20200061-10. doi: 10.3788/IRLA20200061
    [3] 孙玉博, 熊玲玲, 张普, 王明培, 刘兴胜.  半导体激光器光束匀化系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205003-1205003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1205003
    [4] 孟祥月, 王洋, 张磊, 付跃刚, 顾志远.  大相对孔径宽光谱星敏感器光学镜头设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718005-0718005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0718005
    [5] 张天一, 侯永辉, 徐腾, 姜海娇, 新其其格, 朱永田.  LAMOST高分辨率光谱仪杂散光分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 117003-0117003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0117003
    [6] 张森, 张军伟, 周忆, 王逍, 母杰, 粟敬钦, 胡东霞.  基于小口径反射镜的大口径拼接光栅压缩器设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1142002-1142002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1142002
    [7] 李生好.  红外目标模拟器动态校准系统光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918007-0918007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0918007
    [8] 程志恩, 张忠萍, 张海峰, 李朴, 汤凯, 孙建锋.  区域观测卫星激光反射器有效反射面积的设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 229005-0229005(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0229005
    [9] 孙向阳, 付跃刚, 李杰, 段洁.  基于μLED发光技术的新型星模拟器设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 424002-0424002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0424002
    [10] 刘军, 黄玮.  反射式自由曲面头盔显示器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018001-1018001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1018001
    [11] 闫佩佩, 李刚, 刘凯, 姜凯, 段晶, 单秋莎.  不同结构地基光电探测系统的杂散光抑制 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 917-922.
    [12] 李红光, 达争尚, 孙策, 董晓娜.  高功率光束吸收器的设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2209-2213.
    [13] 陈启梦, 张国玉, 王凌云, 王志海, 孙向阳.  高精度星敏感器测试设备的设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2234-2239.
    [14] 郭彦池, 徐熙平, 乔杨, 米士隆, 杜玉楠.  大视场宽谱段星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3969-3972.
    [15] 薛庆生, 陈伟.  星载紫外全景成像仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 517-522.
    [16] 李刚, 樊学武, 邹刚毅, 王红娟.  基于像方摆扫的空间红外双波段光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 861-866.
    [17] 刘石, 张国玉, 孙高飞, 苏拾, 王凌云, 高玉军.  气象辐射标定系统中太阳模拟器的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1345-1349.
    [18] 李培茂, 王霞, 金伟其, 李家琨, 顿雄.  双波段红外光学系统设计与像质评价 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2882-2888.
    [19] 贺文俊, 付跃刚, 余锟, 王加科, 欧阳名钊.  圆锥扫描中波红外光学系统的参数检测 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1783-1787.
    [20] 刘欣, 潘枝峰.  红外光学系统冷反射分析和定量计算方法 . 红外与激光工程, 2012, 41(7): 1684-1688.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  224
  • HTML全文浏览量:  21
  • PDF下载量:  236
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-11
  • 修回日期:  2015-06-15
  • 刊出日期:  2016-01-25

紫外星敏感器光学系统设计及其鬼像分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0118003
    作者简介:

    朱杨(1989-),男,博士生,主要从事光机系统设计与杂散辐射抑制方面的研究。Email:zhuyang_1989@126.com

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(61007009)

  • 中图分类号: TN23

摘要: 针对空间紫外波段航天器自主导航姿态敏感器的特殊需求,提出基于正组为FK5和熔石英、负组为QF1的新型紫外玻璃组合方法,设计了波段330~365 nm、焦距80 mm、F数1.6、视场角88的紫外星敏感器。基于近轴鬼像能量计算的方法对鬼像抑制指标进行计算。利用Code V对系统轴上一阶鬼像进行初步的分析与判断,再利用非序列光线追迹对系统轴外多阶鬼像进行仿真计算,得到完备的轴外鬼像能量分布。结果表明,该光学系统结构紧凑,像质良好,各视场成像弥散斑均方根半径10 m内能量集中度大于80%,相对畸变优于0.05%,在相差7等星的动态范围下,像面处亮星最大鬼像光斑照度仅为暗星照度的1/21,满足紫外星敏感器的探测需求。

English Abstract

参考文献 (11)

目录

    /

    返回文章
    返回