毕业设计（论文）-长波广角地平仪镜头的光学设计精选.doc

编号 本科生毕业 长波广角地平仪镜头的光学设计 Optical Design of Long Horizon Wide-angleLens 学 生 姓 名 专 业 光电信息工程 学 号 指 导 教 师 向阳 分 院 光电工程分院 2015年 6 月  其工作的波长范围为10～16um135°。它采用了非球面镜型式的反远心光路镜头结构，仅有三块非球面锗透镜构成。能够很好地解决长波广角镜头轴外像差校正和像面照度均匀性问题。此镜头结构简单、体积很小、后工作距离大，成像质量接近于衍射极限，在 20lp/ mm空间频率处的调制传递函数值超过0.6，像高与视场角关系偏离线性的相对误差不超过15%。光学系统的成像质量直接影响测量精度，凝视式地平仪的光学系统不同于扫描式地平仪，后者只要求对瞬时小视场成像，通过机电扫描获得地球图像，而前者则需将整个地球成像在焦平面阵列上，要求光学系统在大视场内具有好的像质。 关键词：地平仪 长波红外 广角镜头 光学设计 非球面 ABSTRACT The wavelengths of it is 10～16um， all the field is 135 degrees angle. It is the Anti-telecentric which adopts the structure of “one was” pattern. It only made of three disspherical germainium lens. It is a god solution to correct the outside wide-angle lens and the uniformity of pictures. The len has a simple structure, and its size is very small. The quality of work is approaches to the limit of diffraction. The modulation of transmiting function at 20lp/mm is more than 0.6, the error of the high angular relations with the game from linear relative does not exceed 15%.The imaging optical system directly affects the quality of measurement accuracy, gaze-type optical system is different from the earth sensors scanning earth sensors, which requires only a Small Field of the instantaneous image, scanned image of the earth through the mechanical and electrical, while the former zexu imaging the entire planet focal plane arrays require a large field of view optical system with good image quality。 Keywords: Earth Sensor Long-wave Infrared long-wave infraredlong-wave infrared long-wave infrared Wide-angle Lens Optical Design Non-spherical 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 课题背景和研究意义 1 1.2发展现状 2 1.3本文内容 3 第二章 地平仪和红外基础知识 4 2.1 地平仪的作用 4 2.2地平仪的原理 4 2.3红外光谱 5 2.4绝对黑体 5 2.5红外线相对可见光的优点 5 2.6红外材料及本次系统材料的选择 5 第三章 物镜及相关知识 7 3.1反射式物镜 7 3.2 大视场大相对孔径长波红外物镜 7 3.3 大相对孔径长波红外广角物镜 8 3.4 红外成象三片分离物镜 10 3.5 成像物镜 11 3.6 全反射红外物镜 11 第四章 光学设计 13 4.1设计思想 13 4.1.1初始数据的选择 13 4.1.2相关数据的确定 13 4.2系统要求和主要参数 14 4.2.2相对孔径-------- 15 4.2.3视场角-------- 15 4.