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星载紫外全景成像仪光学系统设计

薛庆生 陈伟

薛庆生, 陈伟. 星载紫外全景成像仪光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 517-522.
引用本文: 薛庆生, 陈伟. 星载紫外全景成像仪光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 517-522.
Xue Qingsheng, Chen Wei. Optical system design of space-based UV panoramic imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 517-522.
Citation: Xue Qingsheng, Chen Wei. Optical system design of space-based UV panoramic imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 517-522.

星载紫外全景成像仪光学系统设计

基金项目: 

国家自然科学基金(41105014)

详细信息
    作者简介:

    薛庆生(1979-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事光学系统设计、空间遥感成像光谱技术、光谱辐射定标等方面的研究。Email:qshxue2006@163.com

  • 中图分类号: TH703

Optical system design of space-based UV panoramic imager

  • 摘要: 采用全景环形透镜和中继透镜组组合的结构型式设计了一个中心波长360 nm,带宽10 nm,视场360(70.9~73.3),焦距5 mm,相对孔径1:3.3的紫外全景成像仪光学系统。针对该光学系统视场大的特点,重点研究了提高其像面照度均匀性的方法。利用CODE V和ZEMAX光学设计软件进行了优化设计和设计结果分析,结果表明:点列图弥散斑半径的RMS值小于1/2像元,弥散斑80%的能量集中在一个像元内,光学传递函数0.72@38.5 lp/mm,f-畸变控制在0.4%以内,像面照度均匀性达到91%,设计结果满足指标要求,并且体积小,特别适合在空间大气探测等领域应用,也证明了提出的紫外全景成像仪光学设计方法是可行的,可在其他波段推广应用,对全景成像仪的设计具有指导意义。
  • [1] Xue Qingsheng. Optical design of spaceborne broadband limb sounder for detecting atmospheric trace gas [J]. Acta Photonica Sinica, 2012, 41(6): 631-637. (in Chinese)
    [2]
    [3] 薛庆生. 星载宽波段大气痕量气体临边探测仪光学设计[J]. 光子学报, 2012, 41(6): 631-637.
    [4] Albert Fleig, Rault Didier F. Ozone vertical profiles in the upper troposphere and stratosphere from OMPS limb Sensor[C]//SPIE, 2011, 8177: 81770A-1-81770A-1.
    [5]
    [6] Dittman Michael G, James Leitch, Michael Chrisp, et al. Limb broad-band imaging spectrometer for the NPOESS Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS)[C]//SPIE, 2002, 4814: 120-130.
    [7] Wang Chao, Shi Runhe, Zhou Cong, et al. Comparison of SCIAMACHY and AIRS CO2 measurements over China from 2003 to 2005[C]//SPIE, 2011, 8156: 81560N-1-81560N-9.
    [8]
    [9] Llewellyn E J, Lloyd N D, Degenstein D A, et al. The OSIRIS instrument on the Odin spacecraft[J]. Can J Phys, 2004, 82: 411-422.
    [10]
    [11] Xue Qingsheng, Wang Shurong, Li Futian, et al. Limb imaging spectrometer for remote sensing of atmosphere[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(4): 823-830. (in Chinese)
    [12]
    [13] Xue Qingsheng. Design of wide field of view off-axis three-mirror system for hyperspectral imager[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4):942-946. (in Chinese)
    [14]
    [15]
    [16] Bai jian, Niu Shuang, Yang Guoguang, et al. Panoramic optical annular staring imaging technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(3): 331-335. (in Chinese)
    [17] Niu Shuang, Bai jian, Hou Xiyun, et al. Design of cemented panoramic annular lens[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(2): 292-296. (in Chinese)
    [18] 薛庆生, 王淑荣, 李福田, 等. 用于大气遥感探测的临边成像光谱仪[J]. 光学 精密工程, 2010, 18(4): 823-830.
    [19]
    [20] Qu Enshi, Zhang Hengjin, Cao Jianzhong, et al. Discussion of illuminace format in optical design[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(5): 1516-1521. (in Chinese)
    [21] Wang Zhijiang. Theoretical Foundation of Optical Design[M]. Beijing: Science Press, 1985: 455-458. (in Chinese)王之江. 光学设计理论基础[M]. 北京: 科学出版社, 1985: 455-458.
    [22]
    [23] 薛庆生. 用于高光谱成像仪的大视场离轴三反系统设计[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 942-946.
    [24]
    [25]
    [26] 白剑, 牛爽, 杨国光, 等. 全景光学环带凝视成像技术[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(3): 331-335.
    [27]
    [28]
    [29] 牛爽, 白剑, 候西云, 等. 胶合式全景环形透镜的设计[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(2): 292-296.
    [30]
    [31]
    [32] 曲恩世, 张恒金, 曹剑中, 等. 对光学设计中照度公式的讨论[J]. 光学学报, 2010, 30(5): 1516-1521.
    [33]
  • [1] 张刘, 李博楠, 卢勇男, 邹阳阳, 王泰雷.  基于Offner凸面光栅星载CO2成像光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220431-1-20220431-9. doi: 10.3788/IRLA20220431
    [2] 许宁晏, 陈露, 黄静, 邹宇通, 袁群, 高志山.  自由曲面成像光学系统的初始结构设计方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210852-1-20210852-12. doi: 10.3788/IRLA20210852
    [3] 赵雨时, 贺文俊, 刘智颖, 付跃刚.  光谱维编码中红外光谱成像系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210700-1-20210700-9. doi: 10.3788/IRLA20210700
    [4] 尹骁, 李英超, 史浩东, 江伦, 王超, 刘壮, 李冠霖.  用于物证搜寻的大视场变焦偏振成像光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418006-0418006(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0418006
    [5] 黄蕴涵, 付跃刚, 刘智颖.  入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001
    [6] 赵宇宸, 何欣, 冯文田, 刘强, 付亮亮, 谭进国, 孟庆宇.  同轴偏视场共孔径面阵成像光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718004-0718004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718004
    [7] 袁立银, 谢佳楠, 侯佳, 吕刚, 何志平.  紧凑型红外成像光谱仪光学设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418001-0418001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0418001
    [8] 黄绪杰, 靳阳明, 潘俏, 朱嘉诚, 沈为民.  多角度偏振成像光谱仪的光学设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1118002-1118002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1118002
    [9] 胡斌, 黄颖, 马永利, 李岩.  高分辨率红外成像仪五反无焦主系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 518001-0518001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0518001
    [10] 罗海燕, 李双, 施海亮, 熊伟, 洪津.  空间外差光谱仪成像光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818005-0818005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0818005
    [11] 刘洋, 方勇华, 李大成, 李扬裕.  中红外平面光栅光谱仪系统光学设计与优化 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 413-418.
    [12] 李冰, 赵跃进, 张超, 郭小虎, 张镜水, 孔令琴.  非成像式激光告警系统的光学设计及优化 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1511-1516.
    [13] 吕伟振, 刘伟奇, 魏忠伦, 康玉思, 冯睿, 杨建明.  基于DMD的高动态范围成像光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1167-1171.
    [14] 赵意意, 杨建峰, 薛彬, 闫兴涛.  宽谱段消像散Czerny-Turner光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1182-1187.
    [15] 刘子寒, 季轶群, 石荣宝, 陈宇恒, 沈为民.  机载红外推扫成像光谱仪光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2941-2946.
    [16] 巩盾, 王红.  空间高光谱成像仪的光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 541-545.
    [17] 邹刚毅, 樊学武, 庞志海, 凤良杰, 任国瑞.  矢量波像差理论在无遮拦三反光学系统设计中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 569-573.
    [18] 王健, 荆雷, 郭帮辉, 孙强, 卢振武.  折反式红外全景天空相机光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 648-652.
    [19] 闫兴涛, 杨建峰, 薛彬, 马小龙, 赵意意, 卜凡.  Offner型成像光谱仪前置光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2712-2717.
    [20] 周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡.  双谱段Offner光谱成像仪设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1858-1862.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-15
  • 修回日期:  2013-07-25
  • 刊出日期:  2014-02-25

星载紫外全景成像仪光学系统设计

    作者简介:

    薛庆生(1979-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事光学系统设计、空间遥感成像光谱技术、光谱辐射定标等方面的研究。Email:qshxue2006@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(41105014)

  • 中图分类号: TH703

摘要: 采用全景环形透镜和中继透镜组组合的结构型式设计了一个中心波长360 nm,带宽10 nm,视场360(70.9~73.3),焦距5 mm,相对孔径1:3.3的紫外全景成像仪光学系统。针对该光学系统视场大的特点,重点研究了提高其像面照度均匀性的方法。利用CODE V和ZEMAX光学设计软件进行了优化设计和设计结果分析,结果表明:点列图弥散斑半径的RMS值小于1/2像元,弥散斑80%的能量集中在一个像元内,光学传递函数0.72@38.5 lp/mm,f-畸变控制在0.4%以内,像面照度均匀性达到91%,设计结果满足指标要求,并且体积小,特别适合在空间大气探测等领域应用,也证明了提出的紫外全景成像仪光学设计方法是可行的,可在其他波段推广应用,对全景成像仪的设计具有指导意义。

English Abstract

参考文献 (33)

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