高分动态星模拟器光学系统设计

【摘要】星敏感器是一种高精度的空间姿态光学敏感器，在航空航天中有着重要的应用价值。动态星模拟器作为星敏感器的地面检测设备的组成部分，它为星敏感器提供任意时刻、惯性坐标系下任意指向的星图模拟，可以对星敏感器的成像、星图识别、星跟踪等进行功能检测，为星敏感器的研制提供了技术指导。本文主要针对动态星模拟器光学系统的设计展开了研究，同时提出了一种提高星图分辨率的设计方案。文章首先对动态星模拟器的用途、组成部分、工作原理作了简要介绍，然后分析了各星图显示器件优劣，最终确定选择TFT-LCD作为星图显示的核心元件，同时，为了提高星图分辨率，采用了两片TFT-LCD拼接的方案，并通过传像光纤束实现星图拼接，所使用的传像光纤束采用双路输入单路输出形式。最后分析了动态星模拟器光学系统的特点，确定选择无畸变目镜作为初始结构，并根据技术指标要求用ZEMAX软件对其进行了优化设计，最终设计了一个焦距111.7mm，视场10.2°×10.2°，光谱范围0.5~0.8μm，出瞳口径为40mm，出瞳距为50mm的准直光学系统。所设计的光学系统由六片分离的球面透镜组成，使用了三种类型的玻璃，通过像质分析可知系统的畸变小于0.031%，系统MTF在50lp/mm处大于0.67。公差分析的结果表明，在所提出的公差下光学系统设计符合要求。
【作者】何婕；
【导师】马韬；
【作者基本信息】苏州大学，光学工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】光学设计；动态星模拟器；传像光纤束；公差分析；

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