大口径空间光学系统检测方法研究

【摘要】随着光学制造技术和数字出图像处理技术以及计算机软件和硬件的进步，空间光学技术也在快速的发展。如今人们对于空间相机的光能收集能力和分辨能力的要求日益增长，而对于相机的覆盖范围要求也越来越高。因此需要大口径的空间光学系统，以满足航天领域及军事科技的需求。制造大口径的空间相机则需要对光学加工手段和高精度检测技术进行改进。在实验室中普遍应用的检测空间光学系统的方法有利用干涉仪对系统进行自准检测和使用平行光管进行检测等。针对封装完成的成像系统，一般采用平行光管进行成像质量检测。因为空间光学系统在太空中运作时基本不可能被维修和调整，所以在系统被发射之前进行最后的检测显得尤为重要。对于大口径的空间光学系统来说，制造相应口径的平行光管本身就需要较高的成本而且也非常困难，同时若是在外场检测，对于大口径平行光管的移动也是难以实现的。因此对于大口径光学系统的检测，迫切需要新的方法来实现。本论文中提出了一种新的比较简单且易于实现的检测大口径空间光学成像系统的方法。该检测方法通过使用非相干光照明光学系统焦面上的内置目标，使得待测系统自身产生检测所需的大口径平行光，同时利用外部的平面镜将出射光反射回待测系统，从而代替平行光管实现对系统的检测。系统信息为通过相机采集目标的像得到，而系统波像差是使用相位差异算法对采集图像进行数据处理后得出的。本论文的主要研究内容分为以下几个方面：1、基于小孔在光学系统焦点处发出球面波，经过系统内部反射后会形成出射平行光的原理，提出一种新的检测大口径光学系统的方法。在具体实施方案中使用目标代替小孔。采用相位差异技术作为数据处理方法，从所采集的图像中计算系统的波像差。2、分析检测方法的可行性。对检测方法进行理论误差分析，确定检测方法的可行性及适用范围。3、通过计算机仿真，结合相位差异技术，对整个检测建立仿真模型并进行模拟实验，同时实现对实验结果的数据处理。从而判定检测方法的正确性。4、设计实验方案，并搭建实验平台。使用目标小孔与平面镜检测实际空间相机。优化实验方法，解决实际检测过程中的精确装调问题。分析实验结果，验证检测方法的准确性和在工程上的实用性。
【作者】许竞伟；
【导师】张学军；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，光学工程，2013，硕士
【关键词】空间相机；光学系统；成像系统；光学检测；相位差异；

【参考文献】
[1]王恩东.幂律流体撞击射流破碎机理的实验研究[D].天津大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[2]何绍华,方清华.构建数字化学习型的图书馆[J].图书情报知识,2003,06:13-15.
[3]孟文萍.北京四合院在改革开放以来的发展演变[D].北京建筑大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[4]易波.浅论文言教材建设新的生长点[D].湖南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[5]朱国昌.学坛上的新纪录——2004年全国博士生学术论坛档案学优秀博士生论文获奖者学术成果综述[J].浙江档案,2005,01:43-44.
[6]王芳,夏丽华.“数字城市”建设中的多元空间数据挖掘[J].广州大学学报(自然科学版),2004,02:126-129.
[7]张洪钺,金宏,陈志炜,张祺忠.用B-样条神经网络设计非线性观测器[J].自动化学报,2000,02:199-205.
[8]贾轶杰.粉末冶金精密成型压机新型模架设计与优化[D].南京理工大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[9]陈伟.速冻玉米加工技术与品质研究[D].南京农业大学,农业推广,2012,硕士.
[10]张文广.双向叶片涡轮机内部三维流场的数值模拟与实验研究[D].浙江工业大学,2012.
[11]王晓燕.基于GIS的丘陵山地区高标准基本农田建设选址与规划设计研究[D].西南大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[12]王永虎,王玲娟,宋利明,汪海风,徐意,杨辉.氧化石墨烯-聚四氟乙烯纳米复合材料及性能[J].化工生产与技术,2014,02:12-14+66.
[13]张晓峰.延海矿业有限公司绩效考评体系研究[D].吉林大学,工商管理,2013,硕士.
[14]赵云霞.我国东部地区外商直接投资环境效应分析[D].山东财经大学,国际贸易学,2014,硕士.
[15]冯熊凯.G323国道某边坡注浆钢花管加固效果评价[D].西南交通大学,地质工程,2014,硕士.
[16]李桃君.预制预应力双T板的程序设计以及有限元分析[D].北京建筑大学,结构工程,2013,硕士.
[17]梁平.大豆Gmubi和马铃薯Patatin2启动子在芥菜中的表达分析[D].西南大学,蔬菜学,2014,硕士.
[18]杨青华.前斜视水平多通道雷达动目标检测方法研究[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[19]梁成红.电力市场下考虑预想事故的最大输电能力研究[D].浙江大学,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[20]周伟.血管紧张肽Ⅱ对猪有腔卵泡与卵母细胞体外发育的影响[D].南京农业大学,临床兽医学,2013,硕士.
[21]常艳丽.汉英称谓语差异的文化图式分析[D].河北科技大学,外国语言文学,2014,硕士.
[22]熊远生,俞立,徐建明.固定电压法结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中应用[J].电力自动化设备,2009,06:85-88.
[23]丁涛,郭庆来,柏瑞,顾伟,孙宏斌,张伯明.采用带预处理的区间Hull算法求解区间直流潮流[J].电力系统自动化,2014,03:130-136.
[24]陈南,胡悦,赵扬,曲良体.石墨烯/聚吡咯复合材料与电化学应用研究进展[J].高分子学报,2014,06:752-760.
[25]李晓燕.黑龙江省绿色食品国际营销问题研究[D].东北农业大学,种植,2003,硕士.
[26]傅丛.城市住房保障政策实施情况及问题研究[D].山东财经大学,社会保障,2012,硕士.
[27]陈冬梅.新课程国家实验区教师教学观调查及其结果的运用研究[D].华南师范大学,2004.
[28]刘晶.一个65nm低压差线性稳压器的设计[D].复旦大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[29]林国安.基于计划行为理论的铁路路外安全研究[D].西南交通大学,交通运输工程,2012,硕士.
[30]胡宝峰.富水覆岩特厚煤层综放开采导水裂隙带高度研究[D].西安科技大学,采矿工程,2013,硕士.
[31]王慧慧.英语军事小说中军语的汉译[D].山东师范大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[32]张润顺,王映辉,周雪忠,刘保延,姚乃礼,李平.名老中医经验要素研究及智能挖掘平台功能设计[J].世界科学技术-中医药现代化,2008,01:45-52+63.
[33]吴侠.后黎朝末世写照：《皇黎一统志》人物群像剖析[D].广西民族大学,古代文学,2013,硕士.
[34]潘靓.“德育”的另一种可能[D].华东师范大学,伦理学,2013,硕士.
[35]苏广民.多物料配比算法设计[J].冶金自动化,1993,02:21-23+59.
[36]刘乃新.气液弹射机构的设计及关键控制元件的研究[D].浙江工业大学,2009.
[37]麻书琴.对《赫索格》主人公心理模式的分析[D].西北师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[38]刘卓.新大学英语四级考试对大学英语教学的反拔效应[D].东北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[39]张沈习,李珂,程浩忠,马则良,张建平,姚良忠.主动管理模式下分布式风电源选址定容规划[J].电力系统自动化,2015,09:208-214.
[40]韦嘉.中学生迷信信念研究[D].西南大学,基础心理学,2013,硕士.
[41]侯秀美.基于UML的电子商务系统建模及应用研究[D].南昌大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[42]王华忠,方正茂,徐兆涛,马在田.地震波旅行时计算[J].石油地球物理勘探,1999,02:155-163+248.
[43]邢玉忠,张吉昌,张亚中,王涛,王明丰,刘晨丽.测井资料在潜山油藏综合研究中的应用[J].石油地球物理勘探,2004,02:173-176+121-122+248.
[44]胡颖冰.董其昌山水画抽象性研究[D].广西师范大学,文艺学,2013,硕士.
[45]王杨.税务稽查问题研究[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[46]朱翠霞.青年创业者心理资本、创业环境与创业绩效的关系研究[D].鲁东大学,应用心理学,2014,硕士.
[47]李功权.Mcl-1和IAPs家族蛋白介导肝癌细胞抗凋亡作用及其分子机制的研究[D].郑州大学,普通外科,2014,博士.
[48]乐毅.用数据挖掘实现智能入侵检测[D].安徽大学,2004.
[49]王柔钧.中药联合视网膜光凝治疗糖尿病视网膜病变Ⅳ期（肝肾阴虚兼血瘀型）临床研究[D].云南中医学院,中西医结合临床,2012,硕士.
[50]刘燕.论禁止强迫自证其罪原则在我国的适用[D].安徽大学,法律,2013,硕士.