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离轴三反系统中视轴的偏转误差研究

李杏华,  张冬,  高凌妤,  郭倩蕊,  景泉,  胡震岳

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李杏华, 张冬, 高凌妤, 郭倩蕊, 景泉, 胡震岳. 离轴三反系统中视轴的偏转误差研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
引用本文: 李杏华, 张冬, 高凌妤, 郭倩蕊, 景泉, 胡震岳. 离轴三反系统中视轴的偏转误差研究[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
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Li Xinghua, Zhang Dong, Gao Lingyu, Guo Qianrui, Jing Quan, Hu Zhenyue. Study on line-of-sight deflection error for off-axis three mirror system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
Citation: Li Xinghua, Zhang Dong, Gao Lingyu, Guo Qianrui, Jing Quan, Hu Zhenyue. Study on line-of-sight deflection error for off-axis three mirror system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
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离轴三反系统中视轴的偏转误差研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
  • 1.

    天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072;

  • 2.

    北京空间飞行器总体设计部,北京 100086

基金项目: 

国家科学自然基金（51375338）

详细信息
    作者简介:

    张冬(1993-),男,硕士生,主要从事光学设计和检测方面的研究。Email:ahhf_zd@163.com

  • 中图分类号: TN216

Study on line-of-sight deflection error for off-axis three mirror system

  • 1.

    State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments,Tianjin University,Tianjin 300072,China;

  • 2.

    The Whole Design Department of Beijing Space Aircraft,Beijing 100086,China

  • 摘要: 考虑到离轴三反系统内部结构和光路的复杂性，直接分析离轴三反系统内部各反射镜的偏转误差对视轴的影响难度较大。因此，提出一种将离轴三反系统模型简化为单反射系统模型来进行分析的方法，并在该模型的基础上建立离轴三反系统视轴偏转误差的计算公式。最后，利用Zemax软件创建离轴三反系统模型，通过变动反射镜位置来模拟系统视轴的变化，并得到成像点的坐标，再将得到的像点坐标代入计算公式求解出系统视轴的转动量。通过结果对比，求解出视轴的转动量相对于仿真的最大误差不超过4%，验证了基于单反射模型建立的理论分析方法的正确性。
    Abstract: Considering the complexity of internal structure and optical path of the off-axis three-mirror system, it is difficult to directly analyze the effect of deflection error of each mirror inside the off-axis three-mirror system on the line-of-sight. Therefore, a method of simplifying the off-axis three-mirror system model was presented to a single-mirror system model for analysis. Then, based on the model of single reflection system, the formula of the deflection error of the off-axis three-reaction was derived. Finally, the model of off-axis three-mirror system was created by Zemax software, the change of the line-of-sight of the system was simulated by adjusting the position of the mirror and the coordinates of imaging can be obtained, then the deflection value of the system's line-of-sight was solved by substituting the image coordinates into the calculation formula. From comparing the results, the maximum error of the deflection of the line-of-sight relative to the deflection of the line-of-sight in the simulation is not more than 4%, which verifies the correctness of the theoretical analysis based on the single reflection model.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-20
  • 修回日期:  2018-05-11
  • 刊出日期:  2018-09-25

离轴三反系统中视轴的偏转误差研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0918005
  • 1. 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072;
  • 2. 北京空间飞行器总体设计部,北京 100086
    • 作者简介:

    张冬(1993-),男,硕士生,主要从事光学设计和检测方面的研究。Email:ahhf_zd@163.com

  • 收稿日期: 2018-04-20
  • 修回日期: 2018-05-11
  • 刊出日期: 2018-09-25
基金项目:

国家科学自然基金（51375338）

  • 中图分类号: TN216

摘要: 考虑到离轴三反系统内部结构和光路的复杂性，直接分析离轴三反系统内部各反射镜的偏转误差对视轴的影响难度较大。因此，提出一种将离轴三反系统模型简化为单反射系统模型来进行分析的方法，并在该模型的基础上建立离轴三反系统视轴偏转误差的计算公式。最后，利用Zemax软件创建离轴三反系统模型，通过变动反射镜位置来模拟系统视轴的变化，并得到成像点的坐标，再将得到的像点坐标代入计算公式求解出系统视轴的转动量。通过结果对比，求解出视轴的转动量相对于仿真的最大误差不超过4%，验证了基于单反射模型建立的理论分析方法的正确性。

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