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2007-09-24 23:21 |
光學系統(tǒng)熱效應及分析軟件研制
轉(zhuǎn)載自：北京理工大學學報 作者：李林 王煊 張麗琴 張波 6Ss{+MF|v
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摘 要：研究溫度對光學系統(tǒng)的影響，討論無熱設計方法。采用溫度熱膨脹系數(shù)和光線追跡分析溫度變化對光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響及成像質(zhì)量的變化。研究表明，溫度對光學系統(tǒng)的影響是明顯的，無熱設計是可行的。溫度的熱效率不可忽視，利用熱效應分析光學設計軟件可對光學系統(tǒng)的熱效應進行有效分析。 { &<}*4D
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關鍵詞：熱效應； 無熱技術； 光學設計； 軟件設計 f C^l9CRY
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分類號：O439 文獻標識碼：A <e h(~
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文章編號：1001-0645(2000)01-0112-03 bK].qN
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Thermal Effects forOptical System and H3c=B /+
Design of an Analysis ProgramLI Lin z1FbW&V
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(Department of Optical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081) 4bxkp3~h;
WANG Xuan (O-)uC
(Department of Optical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081) x ?V/3zW
ZHANG Li-qin ZKR z=(
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ZHANG Bo ~4>Xi*
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(Department of Optical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081) wqwJpWIe
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Abstract：Tostudy the effects of thetemperature variation on the optical system,and discuss the method of athermalisation,the effects were analyzed byusing the coefficient of thermal expansion and with themethod of raytracing. The thermal effects is distinct, however thermalisationisfeasible. The thermal effects can not be ignored and the analysis ofthe effects can becompleted with the method presented. cyhD%sB[D9
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Key words：thermal effect; athermalisation techniques; optical design;programming Ds
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在非常溫、非常壓環(huán)境下，光學系統(tǒng)所承受的溫度、壓力及輻射與地面差別極大，使得光學系統(tǒng)的曲率半徑、透鏡厚度及空氣間隔、玻璃的折射率及固定零件等發(fā)生變化，從而引起成像質(zhì)量的變化。在以上因素中，溫度是最主要的。因此，設計者必須探索在空間環(huán)境下系統(tǒng)性能指標的變化，尤其是隨溫度的變化，采取措施防止系統(tǒng)性能惡化，以滿足空間探測的要求。國外從40年代就開始了環(huán)境溫度對光學系統(tǒng)像質(zhì)影響的研究［1］，提出了透鏡無熱設計(Athermalisation)的概念。從70年代中期至今，國外在無熱設計方面取得了一些進展，一些軟件相繼增加了環(huán)境溫度分析模塊。雖然在功能上還不能使設計者感到滿意，但能在一定程度上幫助設計者在溫度變化時對系統(tǒng)進行分析和修正。國內(nèi)在這方面還處于起步階段，常用的幾種光學設計軟件包目前尚未具備環(huán)境溫度分析功能［2］。 YMi(Cyja&
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