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振动失调光学系统的四元数计算方法与仿真

宋文超  
【摘要】: 以车载移动光学系统为应用背景,基于几何光学、四元数方法、机械振动理论,建立了振动环境下光学平台的失调光束传输模型,开发了“光学系统失调分析”软件。论文的主要内容包括: 1、根据四元数的Rodrigues-Hamilton参数表示方法,给出了标准四元数和四元数旋转变换逆算子的概念,给出了用四元数方法描述的反射定律和折射定律,推导了共轴光学系统光线传输公式,为失调光学系统光线传输的研究奠定了基础。 2、基于机械振动理论,给出了共轴光学系统中镜片失调位姿的计算方法,推导了光线经过失调镜片的四元数计算公式,给出了失调共轴光学系统的光线传输计算方法。 3、介绍了常见的离轴光学系统。基于机械振动理论,推导了离轴光学系统中镜片失调位姿的计算方法,推导了光线经过失调镜片的四元数计算公式,给出了失调离轴光学系统的光线传输计算方法。 4、开发了“光学系统失调分析”软件,给出了其中几个关键部分的设计说明,为软件的后续开发工作提供了参考和依据。


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