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微透镜阵列光学耦合扩束技术研究

于双双  
【摘要】:随着科技的发展,红外目标模拟器已然成为导弹半实物仿真系统的重要组成部分,该系统由干扰源、复合物镜、扩束元件以及准直物镜四部分组成。微透镜阵列扩束技术可有效地解决点源目标模拟器中多干扰细光束扩束问题。本文完成了微透镜阵列扩束系统的光学设计,分析了微透镜结构参数、位置误差等因素对系统耦合效率的影响,主要内容包括以下三个方面: (1)根据点源目标模拟器装置光学系统组成对现有的扩束元件网纹镜、红外传像光缆、散射元件以及微透镜阵列的扩束原理进行分析并对四种方案的可行性进行研究,最终选取微透镜阵列作为本装置的扩束元件。 (2)根据系统指标要求设计微透镜阵列扩束系统,采用光学材料为硅的微透镜确定其单元曲率半径、单元口径及基底厚度等结构参数;分析各参数加工误差、环境温度及位置误差等因素对系统耦合效率的影响。 (3)由于现有加工技术的局限性,加工样品存在一定的误差。本文对加工完成的样品进行检测及软件模拟以判断是否满足系统扩束及耦合效率的要求。结果表明,加工误差在一定的范围内时可以满足系统要求。 本文研究结果研究表明微透镜阵列作为红外目标/干扰成像模拟器中的光学耦合扩束元件在原理和加工技术都是可行的。所得结果适用于该装置的后续研究工作,可为本装置的加工、装调提供数据支持。


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