杨丹
- 作品数：9 被引量：5H指数：1
- 供职机构：昆明物理研究所更多>>
- 相关领域：机械工程电子电信理学航空宇航科学技术更多>>
- 离轴四反光学系统的多物理场耦合仿真被引量：1
- 2023年
- 光机热仿真分析是预测光学系统光学性能及结构优化的有效手段,本文提出了一种基于有限元仿真分析软件COMSOL Multiphysics,耦合固体传热学、固体力学以及几何光学的多物理场耦合建模方法,实现了离轴四反光学系统的光机热一体化仿真,避免了传统的光机热仿真分析在不同软件间信息传递和转换的过程,提高了仿真的集成性。本文针对离轴四反光学系统构建其多物理场耦合仿真分析模型,分析了光学系统在不同温度条件下的结构变形和光学镜面变形,并通过光线追迹和点列图判断光学性能变化,为后续开展光学系统的优化提供了一种有效手段。
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- 关键词：光学性能
- 紧凑低成本非制冷长波红外连续变焦光学设计被引量：2
- 2023年
- 随着红外技术的快速发展,SWaP-C(尺寸小、质量轻、功耗低、成本低)概念已深入红外热像仪整机设计全过程。在非制冷连续变焦红外热像仪设计中,相对已模块化的非制冷探测器与成像电路、光学系统影响整机包络尺寸、产品质量及价格成本,因此设计一款总长短、质量轻、成本低、性能高的非制冷长波红外连续变焦光学系统将具有广阔的市场前景。非制冷长波红外连续变焦光学因相对孔径大、光学材料种类少等因素存在系统小型化和无热化设计难题,通过采用变F#设计方法约束物镜尺寸;利用三组联动变焦技术平衡像差、压缩系统总长;通过主动补偿的消热差技术使得系统在-40~+60℃温度范围成像质量良好,实现四片透镜构成的非制冷长波红外连续变焦光学系统设计。该系统工作波段为8~12μm,焦距变化范围为20.7~126 mm,对应F#为1.05~1.2,视场变化范围为21°×16.8°~3.5°×2.8°,变倍比为6.0×,最大物镜直径116 mm,光学系统总长180 mm,光学零件总质量418 g。该光学系统具有轻小型、高性能、低成本等SWaP-C特征,将在无人装备平台及手持热像仪设备中得到广泛应用。
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- 关键词：无热化
- 一种实现多光合一的共体光机结构系统
- 本发明公开了一种实现多光合一的共体光机结构系统，该共体光机结构系统由位于前端的共体结构组、位于中端的分光结构组以及位于后端的三光分系统结构组组成；共体结构组包括框架环状结构形式的共体基体以及镶嵌于共体基体内的一反镜、二反...
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- 一种近眼式目镜
- 本发明公开了一种近眼式目镜，旨在提供一种具有较大的观察视场和倍率的近眼式目镜。它包括单片透镜体；所述单片透镜体的两侧表面均为自由曲面。本发明具有体积小，重量轻，易于装调，成像清晰，全视场畸变小于4%等优点，使人眼能够更舒...
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- 文献传递
- 一种红外瞄准具光轴热稳定性的测试装置及方法
- 本发明公开了一种红外瞄准具光轴热稳定性的测试装置及方法，包括光学平台、红外热辐射靶标、温度试验箱、工装法兰、经纬仪、图像采集及显示设备、红外瞄准具及平行光管。试验时，温度试验箱对箱内的红外瞄准具、工装法兰以及第二基准反射...
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- 基于二维函数PST的离轴四反系统杂散光分析被引量：1
- 2023年
- 离轴四反系统是顺应多光合一机载观瞄系统未来发展的光机核心部件。该类型系统容易受到视场外部强杂散光的影响,系统杂散光的点源透射率(PST)一般要求不大于10^(-4)量级,因此,对系统PST进行全方位扫描计算是分析和抑制其杂散光的关键。针对系统的非对称性,将PST作为随杂散光入射空间水平角和垂直角变化的二维函数,用以评价外部杂散光的影响,同时建立了水平角、垂直角与光机建模所需绕坐标轴旋转的过程量的对应转换关系,编制了仿真控制程序,通过调用LightTools软件实现杂散光的自动追迹和PST的二维扫描计算。对多光合一离轴四反系统,计算了整个入射半球空间内、所有方向的杂散光对应的PST分布情况,从而筛选出对机载观瞄应用影响较大的三路杂散光,寻找到其传输的路径和关键表面。基于此,设计了内部遮光罩和挡光环,优化系统内部的杂散光陷阱结构,使得系统的PST峰值由原来10^(-1)量级降低至10^(-4)量级,在规避角范围以外小于10^(-7),可满足机载光电观瞄系统的使用要求。为离轴四反系统杂散光分析及抑制提供了依据。
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- 关键词：杂散光
- 红外热成像折转光学系统的光轴静态敏感度分析
- 2023年
- 红外热成像折转光学系统在复杂环境条件下,光轴容易因为光学元件的偏心或倾斜而发生漂移,影响系统对目标的指示精度。在红外热成像系统设计之初对光学系统开展光轴静态敏感度分析,能够识别出光学系统的敏感点,为满足光轴稳定性的结构优化设计提供约束条件。通过基于旋转矩阵的坐标变换,建立了光学元件旋转过程量和倾斜状态量的转换关系,从而实现了光学元件在任意方向倾斜的空间姿态模拟,确保了光轴敏感度公差分析中的蒙特卡罗采样与结构设计的约束条件相对应,并在此基础上搭建了对红外折转光学系统光轴静态敏感度分析的流程,编制了程序。用所编程序对某典型红外热成像折转光学系统进行实例分析,根据光轴稳定性的指标要求,依次对光学系统中各光学件的偏心量和倾斜量进行了光轴的灵敏度和反灵敏度分析,得出了初始公差限,再针对初始公差限数据进行了任意方向采样的蒙特卡罗分析,最终得出了各光学元件能够满足光轴稳定性指标的偏心和倾斜公差限数据,通过建立多重坐标系的方法验证了所得数据的准确性,为指导光机热优化设计奠定了基础。
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- 关键词：公差分析
- 热像仪的光轴热稳定性仿真及拓扑优化研究被引量：1
- 2024年
- 热成像仪由于工作环境较为恶劣,且自身发热量较大,容易导致热像仪光轴发生热偏移,严重影响其瞄准性能。为了提高红外热像仪的光轴热稳定性,以某型热像仪光轴敏感部件——折转镜为主要研究对象,研究其在不同环境温度条件下的光轴变化情况,并通过构建折转镜的有限元仿真模型以及试验测试系统,获得与试验数据一致性较好的有限元模型;以此为基础,采用基于变密度法的拓扑优化仿真技术,以刚度最大化为设计目标,以体积分数为约束,对折转镜座进行了拓扑优化设计。通过试验测试得出,优化设计的折转镜座的光轴高温偏移量由46.1″减小到25.5″,减小了44.7%,折转镜座的光轴低温偏移量由92.9″减小到51.0″,减小了45.1%,极大地提高了折转镜的光轴热稳定性。最后,将优化后的折转镜安装到某型热像仪中进行整机试验测试,热像仪整机的高温光轴偏移量由0.461 mrad减小到0.340 mrad,下降了26.2%,低温光轴偏移量由0.485 mrad减小到0.296 mrad,下降了39.0%,证明了仿真与拓扑优化模型的可行性与有效性,为后续红外热像仪整机的轻量化设计与性能提升奠定了基础。
- 李晶董树林金宁杨开宇杨丹徐曼普龙
- 关键词：拓扑优化红外热像仪
- 一种卡塞格林光学系统及其调节方法
- 本发明公开了一种卡塞格林光学系统及其调节方法，旨在提供一种调节方便的卡塞格林光学系统及其调节方法。其中光学系统包括主镜、次镜以及支撑架；主镜和次镜分别安装于支撑架两端处，主镜镜面和次镜镜面相对放置，且主镜镜面的顶点和次镜...
- 杨开宇金宁曹凌徐曼赵海生明景谦杨丹
- 文献传递
