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《哈尔滨工业大学》 2010年
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人眼安全下红外/激光导引头光学系统总体设计

付彦辉  
【摘要】: 信息化条件下的战争,精确制导武器成为实施毁灭性打击的重要手段,精确制导武器的打击精度主要依赖导引头的制导技术,目前激光/红外双模复合制导被认为是最有发展前景的技术,它能实现光电互补,从而克服了各自的不足,又综合利用二者的优点。由于具有抗电子干扰和命中精度高的优点,弹上应用的人眼安全的激光雷达技术是当前研究的热点。 本文基于人眼安全介绍了一种新型红外与激光成像小型导引头光学系统设计。导引头通过红外成像系统识别出再入飞行器,并为激光雷达提供目标指示,高功率激光雷达其焦平面探测器利用快照方式对图像采样,从而得出弹目间三维信息(角度-角度-距离)。 文中首先介绍了系统的设计要求,提出了设计方案,并且根据红外凝视成像公式和激光雷达作用距离方程,立足于实现国产化,确定了符合要求的探测器、激光器以及光学系统的性能参数。 在红外光学系统设计中,根据红外系统设计的要求及原则,选择了合适的光学元件,讨论了系统结构形式。在此基础上设计出红外成像光学系统,并且进行了像质评价。然后在军用环境-40~60进行了热环境分析,并采用光学材料匹配和引入非球面两种方法,进行了无热化优化设计,优化后的系统在系统温度变化范围内满足系统要求,具有良好的成像质量。oC oC 在光纤激光雷达光学系统设计中,根据激光雷达工作原理,选择高功率、短脉冲的主振荡光纤放大(Master-Oscillator Power-Amplifier)光纤激光器以及64×64的InGaAs APD面阵,并且设计出激光接收/发射光学系统,进行了像质评价。为了防止出现探测失败的可行性,提出衍射微透镜阵列与光纤耦合探测器的方案,推导了衍射微透镜阵列参数,并且计算了光学系统能量利用率,所设计的系统符合设计目标。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TJ765.331

【参考文献】
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