学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

实际光学系统仿真成像研究

作　者: 能芬
导　师: 岑兆丰；李晓彤
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 实际成像光学系统面形误差装配误差蒙特卡洛方法成像仿真
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 207次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

光学系统设计的最终目标是在给定的应用条件下达到要求的成像质量。评价实际成像光学系统的最直接方法是看在工作状态下所成的像是否达到要求的成像质量,对一些标准的特征图像如分辨率标板、星点图等成像也是光学行业常用的镜头检验方法。现有对光学系统成像的仿真可分为两类,一类是采用理想光学系统模型仿真出对物体所成的像,未考虑光学系统的实际参数、像差和加工、装配误差。另一类是利用光学设计软件计算出特征视场的点列图、点扩散函数和调制传递函数等,常用于优化设计和图像恢复。本文用自行开发的仿真软件对实际光学系统建模,利用蒙特卡洛方法随机产生光学系统的面形误差和装配误差,输入目标图像,利用光线光学的方法,得到了物方图像经有像差光学系统所成的像。利用该软件可以给出合理的公差要求,提高成像系统的研制效率,降低研制成本。在设计阶段获知包含目标的颜色和光度信息的真实感图像,而且计算中所用的光线数目越多、视场分割越细,仿真结果越接近实际图像。作为国家高技术研究发展计划项目—“孔径遮拦遥感光学系统MTF退化机理和校正技术研究”的一部分,本文主要工作包括设计改进型卡塞格林光学系统,编写实际加工装调中的误差随机产生模块、图像仿真模块并对光学系统进行仿真实验和实验验证。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目次  7-9
1. 绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9-11
  1.2 本文主要研究内容和目标  11
  1.3 论文章节安排  11-13
2. 实际光学系统成像仿真原理介绍  13-17
  2.1 实际光学系统误差来源  13-15
    2.1.1 加工误差  14
    2.1.2 装调误差  14-15
  2.2 实际光学系统成像仿真原理  15-16
    2.2.1 光学系统成像仿真原理  15-16
    2.2.2 不同光学设计软件仿真分析  16
  2.3 本章小结  16-17
3 实际光学系统可见光路设计  17-35
  3.1 设计要求和设计难点  18-19
  3.2 改进型卡塞格林光学系统光路设计  19-24
  3.3 改进型卡塞格林光学系统公差分析  24-34
    3.3.1 公差分析原理  24-25
    3.3.2 常用光学设计软件公差分析功能介绍  25-26
    3.3.3 改进型卡塞格林系统公差分析  26-34
  3.4 本章小结  34-35
4 实际光学系统误差产生及成像仿真软件模块  35-49
  4.1 方法分析  35-41
    4.1.1 伪随机数产生算法  35-37
    4.1.2 误差分配方法  37-40
    4.1.3 成像仿真方法  40-41
  4.2 实际光学系统建模  41
  4.3 实际光学系统成像仿真分析  41-45
  4.4 软件模块正确性验证分析  45-47
  4.5 OTS软件读ZEMAX软件数据  47-48
  4.6 本章小结  48-49
5 实验  49-59
  5.1 成像仿真实验  49-54
    5.1.1 对单个面加入误差后的成像仿真  49-53
    5.1.2 对整个系统自动随机加入误差后的成像仿真  53-54
  5.2 实拍实验结果和仿真实验结果对比  54-58
  5.3 本章小结  58-59
6 总结和展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
作者简历  65

实际光学系统仿真成像研究

内容摘要

全文目录

相似论文