WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 


Принципы построения малогабаритных панорамных оптических систем без темнового поля для фотометрических приборов

На правах рукописи

Нгуен Куанг Хиеп

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ПАНОРАМНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ БЕЗ ТЕМНОВОГО ПОЛЯ ДЛЯ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Специальность 05.09.07 – Светотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре светотехники Московского энергетического института (Технического университета).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Григорьев Андрей Андреевич

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Ринкевичюс Бронюс Симович

кандидат технических наук

Филонов Александр Сергеевич

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский светотехнический институт им. С.И. Вавилова им. С.И. Вавилова.

Защита состоится «12» февраля 2010 г. в 14 часов 00 минут в аудитории Е – 603 на заседании диссертационного совета Д 212.157.12 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Автореферат разослан «21» декабря 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета _______________ Буре И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важных задач фотометрии является получение карты распределения яркости в видимом спектральном диапазоне или распределения температуры в ИК-области замкнутого пространства, близкого к полусфере. Особенность этой задачи на современном этапе заключается в необходимости одновременного получения информации о яркости (температуре) для всех точек панорамного пространства с достаточно высоким угловым разрешением в пространстве предметов и одновременно высоким уровнем освещенности и линейного разрешения на приемнике излучения. Решение этих задач требует разработки новых фотометрических приборов, малогабаритных по условию их применения.

Активное развитие панорамных оптических систем (ПОС) и технологии производства современных многоэлементных приемников излучения (МПИ) как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне спектра позволяет успешно решать не только задачи наблюдения, обнаружения, мониторинга, целеуказания и т. д. в оптико-электронных приборах (ОЭП) в смежной или близкой к фотометрии области оптотехники, но и может быть использовано для решения поставленных задач в фотометрии.

Обзор трехмерного панорамного пространства в угловом поле = 360° по азимуту и десятки градусов по углу места может осуществляться путем последовательной передачи излучения от различных участков поля на один приемник излучения за счет оптико-механического сканирования, одновременно на разные приемники излучения путем создания многоканальных устройств, и, наконец, путем использования ПОС. Первые два способа для разработки малогабаритных приборов неприемлемы вследствие их сложности и громоздкости.

Современные ПОС, отличающиеся максимальным угловым полем по углу места 2 180°, построены на новом оптическом элементе зеркально-линзовом оптическом панорамном блоке (ОПБ).

ОПБ представляет собой линзу-монолит сложной конфигурации с преломляющими и отражающими поверхностями, преобразующую панорамное пространство в плоское кольцевое изображение, которое либо формируется непосредственно на приёмнике излучения, либо переносится на приёмник с помощью дополнительной оптической системы переноса изображения. В настоящее время известен ряд зарубежных разработок ПОС на базе ОПБ, а также несколько российских разработок, осуществлённых в МИИГАиК и МЭИ.

Обеспечивая достаточно высокую разрешающую способность в плоскости изображения, ПОС на базе ОПБ отличаются от сложных многолинзовых систем простотой конструкции, технологичностью, устойчивостью к динамическим нагрузкам, одновременно обеспечивают максимальное угловое поле по углу места 2 180° и = 360° по азимутальному углу, и могут быть реализованы не только в видимом, но и в ИК диапазоне, включая область 8 14 мкм.

Из условия повышения освещенности и линейного разрешения на МПИ на кафедре светотехники МЭИ была разработана методика расчета ОПБ, где предложено в качестве одного из основных параметров отношение диаметра приемника излучения при 2 = 180° к фокусному расстоянию. Однако не рассмотрен комплексный подход к расчету ОПБ когда учитываются одновременно угловое разрешение системы в пространстве предметов, линейное разрешение и уровень освещенности на МПИ, что затрудняет выбор известных и разработку новых ОПБ.

Кроме того, одной из неприятных особенностей ПОС, построенных на базе центрированных ОПБ, является наличие темнового поля по углу места. Значения темнового поля различны для различных конструкций ПОС и составляют от 32° до 70°, что не позволяет получать информацию от всех точек панорамного пространства одновременно и требует создания многоканальной системы.

Для решения задачи устранения темнового поля в последних публикациях намечается переход к сложным многолинзовым системам и многоканальным на их основе. Однако полностью еще не раскрыты все предельные возможности ОПБ и не использованы их преимущества для построения даже многоканальной ПОС на их основе.





Необходимость развития методики расчета ОПБ и разработки новых конструкций ПОС без темнового поля для фотометрических приборов определяет актуальность темы диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка принципов построения и конструкций малогабаритных многоканальных ПОС на базе ОПБ без темнового поля по углу места при 2 180° при сохранении разрешающей способности на уровне известных конструкций.

Для достижения сформулированной цели были решены следующие задачи:

  • установление влияния параметров оптической системы и МПИ на угловое разрешение системы в пространстве предметов, а также на освещенность изображения и линейное разрешение системы на МПИ;
  • разработка принципов построения ОПБ с внеосевыми поверхностями и ПОС на их основе, позволяющих устранить темновое поле при одновременном сохранении разрешающей способности и формирующих действительное изображение непосредственно на МПИ;
  • разработка методики расчета ОПБ на основании разработанных принципов;
  • разработка новых конструкций ОПБ и ПОС на их основе и исследование влияния параметров ОПБ и МПИ на выходные характеристики системы.

Научная новизна диссертации заключается в том, что впервые:

    1. Предложены принципы построения многоканальных ПОС на базе ОПБ без темнового поля по углу места, состоящие:
  • в выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм каждого канала внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле 90° по углу места без темнового поля и 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом ;
  • в совмещении переднего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.
    1. В соответствии с принципами, изложенными в пункте 1, разработана и реализована методика расчета ОПБ с внеосевыми поверхностями, когда исходные варианты ОПБ выбираются в приближении аберраций третьего порядка, по которой получены разнообразные конструкции ОПБ из различных материалов и предложены многоканальные ПОС на их основе, обеспечивающие разрешающую способность на уровне известных систем и достигающую в ИК области спектра дифракционного предела при относительных отверстиях Dвх/f' от 1/2 до 1/2,5, но отличающиеся от последных:
      • отсутствием темнового поля относительно оптической оси по углу места, при 90°;
      • меньшим отношением светового диаметра ОПБ к диаметру приемника излучения, доходящим до значения от 1,13 до 1,50.

Основные положения, выносимые на защиту:





1. Принципы построения многоканальной ПОС без темнового поля по углу места на базе ОПБ в каждом канале.

2. Принципы построения ОПБ с угловым полем 90° по углу места и 180° по азимуту.

3. Методика расчета ОПБ в соответствии с предложенными принципами.

4. Результаты расчета полученных ОПБ и ПОС на их основе.

Достоверность результатов работы подтверждается проведенным анализом значительного количества оптических систем путем расчета параксиальных и действительных лучей от различных точек панорамного пространства при различных относительных отверстиях в различных спектральных диапазонах с использованием программы для оптических расчетов “Zemax” и сравнением с опубликованными результатами других авторов.

Практическая значимость. Разработанная методика расчета конструктивных параметров ОПБ с внеосевыми поверхностями доведена до конкретных алгоритмов расчета, практических рекомендаций. Проведенные расчеты обобщены в виде таблиц и графиков, которые позволяют определять конструктивные параметры ОПБ по заданным значениям диаметра приемника излучения и углового поля, что повышает эффективность разработки новых ПОС без темнового поля для фотометрических приборов.

Основные результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе МЭИ (ТУ).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях в период с 2006 по 2009 гг.:

  • XII Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, МЭИ (ТУ), 2006 г.
  • VII, VIII Международные конференции «Прикладная оптика - 2006» «Прикладная оптика - 2008», Санкт-Петербург, 2006, 2008 гг.
  • Научно-техническая конференция «Молодые светотехники России», Москва, 2008 г.

Публикации. По результатам работы было опубликовано 7 печатных работ, из них 2 статьи – в рецензируемых журналах, без соавторов – 2 работы. На предложенные схемы приемных оптических систем панорамных ОЭП на базе ОПБ получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 58 рисунками, 5 таблицами, включает 5 приложений на 19 страницах. Список литературы содержит 60 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определена цель исследований, показана практическая значимость и научная новизна результатов работы, тезисно раскрывается содержание.

В первой главе рассматриваются основные способы построения оптических систем для обзора панорамного пространства. Особое внимание уделено анализу известных конструкций центрированных ОПБ и ПОС на их основе. Этот анализ показал необходимость развития методики расчета различных типов конструкций ОПБ с внеосевыми поверхностями и создания на их основе новых схем ПОС без темнового поля для фотометрических приборов.

Во второй главе рассмотрены и предложены принципы построения малогабаритных ПОС без темнового поля на базе ОПБ с внеосевыми поверхностями для фотометрических приборов, а также методика их расчета по этим принципам.

Для сравнительного анализа различных конструкций ОПБ и выбора основных параметров оптической системы (относительного отверстия Dвх/f' и фокусного расстояния f', предложенных в работе отношения диаметра приемника излучения к фокусному расстоянию /f' и расчетного параметра диаметра приемника излучения ), при разработке дисторзирующих ПОС при линейной зависимости y'(), и 2 = были получены следующие соотношения:

  • из приближенного уравнения для освещенности на приемнике излучения в световой трубе конечных размеров:

, (1)

где E'0 – освещенность в центре приемника излучения; L – яркость предмета; – коэффициент пропускания среды и оптической системы; p – расстояние от входного зрачка ПОС до объекта; Sоб – площадь объекта.

  • из дифракционного критерия углового разрешения оптической системы в пространстве предметов и линейного разрешения на МПИ :

, (2)

  • из условия, при котором одинаково эффективно используются угловые разрешения в пространстве предметов безаберрационной оптической системы и МПИ :

, (3)

где K1 определяется соотношением, a' линейный размер элемента разложения МПИ, K2 определяется соотношением,.

Результаты влияния параметров оптической системы и МПИ на угловое разрешение системы показаны на рис. 1 и рис. 2

а) б)

Рис. 1. Зависимость углового дифракционного разрешения диф от относительного отверстия Dвх/f' для ОПБ с разными значениями /f'

(а – в видимой области; б – в ИК области)

Рис. 2. Зависимости отношения f'/Dвх от отношения /f' при.

Анализ формул (1) – (3) и графиков (рис. 1, рис. 2) позволил заключить:

1. ПОС фотометрического прибора, обеспечивающую угловое разрешение в пространстве предметов, близкое к дифракционному, можно реализовать на базе современных ОПБ и МПИ как в видимом, так и в ИК диапазонах при относительных отверстиях соответственно 1/6,28 1/3,6 и 1/3,14 1/1,8.

2. Уменьшение отношения /f' в равной степени, как и увеличение относительного отверстия, способствует повышению углового разрешения системы в пространстве предметов, а также освещенности и линейного разрешения безаберрационной системы на МПИ.

На основании проведенного анализа предлагается разрабатывать ПОС с исправленной сферической аберрацией в зрачках и телецентрическим ходом главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ, способствующими уменьшению /f'.

Одной из неприятных особенностей ПОС, построенных на базе центрированных двухзеркальных, является наличие темнового поля по углу места при отсутствии виньетирования и экранирования в зрачках, которое можно уменьшить но нельзя устранить полностью, поэтому ПОС на базе ОПБ с угловым полем, близким к полусфере, без темнового поля по углу места может быть только многоканальной.

Предложен новый способ формирования изображения панорамного пространства многоканальной оптической системой, когда каждый канал, построенный на базе отдельного ОПБ, формирует изображение сектора панорамного пространства в угловом поле 180° по азимуту и 90° по углу места без темнового поля в виде сектора с центром на оптической оси канала и с таким же центральным углом 180° на МПИ.

Найдены и предлагаются принципы построения ОПБ, формирующих изображения сектора панорамного пространства без искажения по азимуту при отсутствии виньетирования в зрачках, направленные на уменьшение отношения /f', габаритов и повышение разрешающей способности системы, и состоящие в следующих:

    • центры всех поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм должны быть на оптической оси ОПБ;
    • все поверхности ОПБ, апертурной и полевой диафрагм должны быть выполнены внеосевыми, а их световые отверстия в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов 180° и вершинами этих углов на оптической оси;
    • апертурная диафрагма должна быть размещена на оправе первого зеркала;
    • ОПБ должен формировать действительное изображение панорамного пространства на МПИ;
    • обеспечить телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ;
    • устранить сферическую аберрацию в зрачках.

На основе предложенных принципов разработана и реализована методика определения конструктивных параметров исходных вариантов ОПБ с внеосевыми поверхностями в приближении аберрации третьего порядка, когда система считается центрированной.

Поиск исходных вариантов двухзеркальных композиций ОПБ предлагается осуществлять с использованием разработанного автором на кафедре светотехники МЭИ каталога центрированных двухзеркальных композиций из сферических поверхностей, конструктивные параметры которых для различных значений линейного увеличения 0 сведены в таблицы и представлены графически.

Графическое представление результатов расчета заключается в том, что в результате габаритного расчета установлено, что все многообразие двухзеркальных композиций для каждого значения линейного увеличения 0 можно отобразить на плоскости (на "странице") c координатами k и 1, где k коэффициент экранирования, который определяется как отношение высот падения первого параксиального луча на второе и первое зеркала k = h2/h1, 1 приведенная кривизна первого зеркала 1 = h1/r1, где каждая точка соответствует одной конструкции двухзеркальной композиции (рис. 3)

Рис. 3. Типовые конструкции двухзеркальных композиций при 0 = 0.

На основании графического представления выделение двухзеркальных конструкций с отличительными конструктивными или аберрационными признаками осуществляется по установленной зависимости между k и 1 для этих признаков.

Рис. 4. Выделение двухзеркальных композиций.

В соответствии с общепринятыми рекомендациями по нормировке координат параксиальных лучей для нахождения конструкций исходных вариантов двухзеркальных композиций для создания новых ОПБ были получены уравнения:

    • из условия устранения сферической аберрации в зрачках при телецентрическом ходе главных лучей на выходе (SIзр = 0 при ' = 0):

и, (4)

    • из условия совмещения апертурной диафрагмы с первым зеркалом и передним фокусом двухзеркальной композиции (sF = 0):

, (5)

    • из условия формирования действительного изображения на МПИ (s'F'+d 0):

. (6)

На рис. 3 представлены 12 типовых конструкций двухзеркальных композиций при 0 = 0 (для удаленного объекта), а рис. 4 результат поиска исходных вариантов двухзеркальных композиций для разработки новых ОПБ. Найдена единственная типовая конструкция двухзеркальных композиций, на базе которых можно создать ОПБ с внеосевыми поверхностями, отвечающие всем установленным требованиям.

В настоящей работе предложены два способа стыковки полученных двухзеркальных композиций с преломляющими поверхностями ОПБ. При первом способе стыковки центр первой преломляющей поверхности совпадает с вершиной первого зеркала двухзеркальной композиций, а при втором - с центром второго зеркала. Оба способа обеспечивают изображение всех точек поля без виньетирования в зрачках при относительных отверстиях, доходящих до значения 1/2, и отличаются технологичностью, возможностью коррекции аберраций и максимальным угловым полем (мак 90° второй способ, мак 90° первый способ). В результате стыковки рабочих поверхностей получены две типовые конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями, которые представлены на рис. 5.

а) б)

Рис. 5. Типовые конструкции ОПБ.

а - по первому способу стыковки, б - по второму способу стыковки

Расчеты показали, что полученные по предложенной и разработанной методике расчета ОПБ с внеосевыми поверхностями могут быть выполнены из различных материалов с показателем преломления n от 1,4 до 4,0 и соответственно работать в различных спектральных диапазонах от УФ до ИК.

Третья глава посвящена исследованию характеристик полученных ОПБ, оптимизации их конструктивных параметров и разработке некоторых схем двухканальных ПОС, построенных на базе ОПБ с внеосевыми поверхностями.

В результате проведенных расчетов и исследований исходных вариантов найдены способы управления такими характеристиками ОПБ как максимальная величина изображения панорамного пространства и характер зависимости y'() от углового поля, удаление плоскости действительного изображения и угловое разрешение в пространстве предметов аберрационной системы за счет подбора конструкции двухзеркальной композиции, способа стыковки рабочих поверхностей и выбора материала ОПБ.

Найдены конструкции ОПБ, отличающиеся:

  • близкой к линейной зависимостью y'() от углового поля для ОПБ при первом способе стыковки независимо от n и k, при n (2,4 2,5) при втором способе стыковки;
  • минимальным отношением /f' = 2,57 при близкой к синусоидальной зависимости y'() когда n = 4 при втором способе стыковки поверхностей;
  • максимальным угловым полем мак = 100°;
  • максимальным удалением плоскости изображения при втором способе стыковки поверхностей ОПБ s'F' = (1,33 2,5)f' при k = 3 4,2 и n = 1,5 1,8;
  • максимальным угловым разрешением в пространстве предметов, близким к дифракционному пределу, при втором способе стыковки поверхностей ОПБ с n = 2,5 4,0.

Все полученные конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями отличаются меньшим в несколько раз по сравнению с известными конструкциями световым диаметром Dсв и в большинстве меньшей толщиной ОПБ dопб.

Установлено расчетным путем, что при допустимом темновом поле относительно оптической оси (2т 10°) увеличивается площадь входного зрачка приблизительно в 2 раза при сохранении конструкции, габаритов и разрешающей способности системы.

По результатам оптимизации конструктивных параметров и характеристик полученных ОПБ в соответствии с назначением ПОС для фотометрических приборов получены следующие результаты:

  • в ИК области при оптимизации можно повысить и относительное отверстие, и разрешающую способность системы и добиться линейной зависимости y'(). Введение асферических поверхностей позволяет увеличивать относительное отверстие до значения Dвх/f' = 1/2 при кружках рассеяния, соизмеримых с размером элемента разложения современных МПИ (y'мак = 29,78 мкм, a' = 25 мкм);
  • получены конструкции ОПБ как со сферическими, так и с асферическими поверхностями с практически линейной зависимостью y'();
  • получены конструкции ОПБ с минимальным отношением /f' = 2,11, близким к теоретическому пределу, при угловом поле = 90° в ИК области;
  • в видимом диапазоне спектра конструкции ОПБ, обеспечивающие наилучшее разрешение на МПИ по всему полю y'мак = 32,3 мкм при мак = 100°, при оптимизации достигают относительного отверстия Dвх/f' = 1/5 за счет введения дифракционной решетки на отражающие поверхности.

Предложенны конструкции малогабаритных технологичных двухканальных ПОС для фотометрических приборов с различной компоновкой каналов (рис. 6), в которых информация о распределении яркости (температуры) в угловом поле 360° по азимуту и ±90° и более по углу места без темнового поля одновременно передается на два (возможно на один) МПИ с угловым разрешением в пространстве предметов, близким к дифракционному, при достаточно высоких относительных отверстиях.

а) б)
в) г)

Рис. 6. Конструкции некоторых двухканальных ПОС.

I-первый канал, II-второй канал

1-ОПБ, 2-апертурная диафрагма, 3-полевая диафрагма, 4-МПИ

В заключении кратко сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

  1. Установлено, что на базе современных ОПБ и МПИ можно реализовать по новым принципам построения многоканальную ПОС фотометрического прибора без темнового поля, обеспечивающую угловое разрешение в пространстве предметов, близкое к дифракционному как в видимом, так и в ИК диапазонах.
  2. Установлено, что уменьшение отношения /f' в равной степени, как и увеличение относительного отверстия, способствует повышению углового разрешения системы в пространстве предметов, а также освещенности и линейного разрешения безаберрационной системы на МПИ. Для уменьшения отношения /f' предлагается разрабатывать ПОС с исправленной сферической аберрацией в зрачках и телецентрическим ходом главных лучей на выходе ОПБ и перед МПИ.
  3. Предлагаются принципы построения нового ОПБ, обеспечивающего изображение панорамного пространства в угловом поле 180° по азимуту и 90° по углу места без темнового поля, которые состоят в:
  • выполнении всех рабочих поверхностей ОПБ, полевой и апертурной диафрагм внеосевыми с центрами на его оптической оси и световыми отверстиями в виде секторов с одинаковыми значениями центральных углов и вершинами этих углов на оптической оси, а также в расположении апертурной диафрагмы на первом зеркале ОПБ, что позволяет получить непосредственно на МПИ действительное изображение части панорамного пространства в угловом поле 90° по углу места без темнового поля и 180° по азимуту без виньетирования в зрачках в виде сектора с тем же центральным углом ;
  • совмещении перенего фокуса двухзеркальной композиции ОПБ с центром апертурной диафрагмы, совпадающим с вершиной первого зеркала и устранении сферической аберрации в зрачках, что обеспечивает телецентрический ход главных лучей на выходе ОПБ и приводит к уменьшению габаритов ОПБ в несколько раз по сравнению с существующими конструкциями ОПБ при одинаковых значениях диаметра приемника излучения и относительного отверстия.
  1. Предложена и реализована методика расчета таких ОПБ с внеосевыми поверхностями с использованием разработанного автором каталога двухзеркальных композиций при выполнении следующих условий:
  • устранение сферической аберрации в зрачках при телецентрическом ходе главных лучей после ОПБ;
  • размещение апертурной диафрагмы на оправе первого зеркала, вершина которого совпадает с передним фокусом двухзеркальной композиции;
  • получение действительного изображения на выходе ОПБ.
  1. Найдены по предложенной методике расчета конструкции ОПБ с внеосевыми поверхностями, отличающиеся от всех известных конструкций меньшими габаритами и отсуствием темнового поля по углу места при 90° (до 100°) и 180° по азимуту и имеющие разрешающую способность на уровне известных систем при относительных отверстиях, доходящих до значения Dвх/f' = 1/2 без виньетирования в зрачках.
  2. При расчете исходных вариантов ОПБ найдены способы управления зависимостью y'(), отношением /f' и положением изображения s'F' за счет подбора двухзеркальных композиций (k), материала (n) и способа стыковки поверхностей ОПБ, реализуя которые получены:
  • ОПБ с близкой к синусоидальной зависимостью y'() при минимальном отношении /f' = 2,57;
  • ОПБ с максимальным угловым полем мак = 100°;
  • ОПБ с удалением плоскости изображения s'F' = (1,33 2,5)f';
  • ОПБ с почти линейной зависимостью y'() при n (2,4 2,5) по второму способу стыковки поверхностей.
  1. В ИК области при оптимизации конструктивных параметров ОПБ можно повысить и относительное отверстие, и разрешающую способность системы и добиться линейной зависимости y'(). Введение асферической поверхности четвертого порядка на первое зеркале позволило увеличить относительное отверстие до значения Dвх/f' = 1/2 при кружках рассеяния, соизмеримых с размером элемента разложения современных МПИ (y'мак = 29,78мкм, a' = 25мкм).
  2. В видимом диапазоне спектра конструкции ОПБ, обеспечивающие наилучшее разрешение на МПИ по всему полю y' = 32,3 мкм при мак = 100°, получены при относительном отверстии Dвх/f' = 1/5 за счет введения дифракционной решетки на отражающие поверхности ОПБ.
  3. На базе ОПБ с внеосевыми поверхностями, формирующими действительное изображение панорамного пространства в угловом поле 90° по углу места и 180° по азимуту непосредственно на отдельный МПИ, предложены различные схемы компоновки двухканальных ПОС для фотометрических приборов, отличающихся простотой конструкции, технологичностью и меньшими габаритами по сравнению с известными ПОС, построенными на базе ОПБ с оптикой переноса изображения на МПИ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Расчет и исследование двухзеркальных композиций. // Изв. вузов. Приборостроение. 2009. Т. 52 №3. С. 60-66.

2. Нгуен Куанг Хиеп. Эффективность использования внеосевых поверхностей для создания панорамных оптических систем без темнового поля. // Вестник МЭИ. 2009. №4. С. 107-111.

3. Григорьев А.А., Якушенкова Т.И., Урусова М.В., Нгуен Куанг Хиеп. Приемная оптическая система панорамного оптико-электронного прибора. Заявка на изобретение, № 2007148645/28 от 28.12.2007. Положительное решение о выдаче патента на изобретение.

4. Нгуен К.Х., Потапова М.В. Представление и анализ результатов габаритного расчёта двухзеркальных систем различного назначения. // Двенадцатая международная научно-техническая конференция «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Тезисы докладов. Том 1. МЭИ. 2006. С. 227.

5. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Каталог исходных вариантов двухзеркальных композиций различного назначения. // Сборник трудов «Прикладная Оптика - 2006». С.Пб., 2006. Т. 3. С. 163-167.

6. Нгуен Куанг Хиеп, Якушенкова Т.И. Принципы построения составной панорамной оптической системы на базе оптических панорамных блоков с внеосевыми поверхностями. // Сборник трудов «Прикладная Оптика - 2008». С.-Пб., 2008. Т1. С. 156-160.

7. Нгуен Куанг Хиеп. Выбор двухзеркальных композиций для построения панорамного объектива с угловым полем, близким к полусфере без темнового поля. // Сб. тез. докл. научн.-техн. конф. «Молодые светотехники России» под ред. проф. А.Е. Атаева. М.: ВИГМА, 2008. С.46-49.



 


Похожие работы:

«АЛФЕРЕНОК АРТЕМ АЛЕКСАНДРОВИЧ РАЗРАБОТКА ИНДУКЦИОННОЙ КАНАЛЬНОЙ ПЕЧИ С УПРАВЛЕНИЕМ ДВИЖЕНИЕМ РАСПЛАВА В КАНАЛЕ Специальность 05.09.10 – Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре Физика электротехнических материалов и компонентов и Автоматизированные электротехнологические комплексы Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель: доктор...»

«Плотников Игорь Геннадьевич ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ПАРАМЕТРОВ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ СИСТЕМ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом...»

«Петрицкий Сергей Александрович НОРМИРОВАНИЕ И ЭКОНОМИЯ РАСХОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород- 2010 Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) на кафедре Электроэнергетика и электроснабжение. Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, доктор...»

«Грачев Павел Юрьевич развитие теории и разработка электромеханич е ских и электромагнитных вентильных преобразоват е лей для автономных энергоуст а новок Специальность 05.09.01 Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Самара – 2010 Работа выполнена на кафедре Теоретическая и общая электротехника Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Самарский...»

«ФОМЕНКО Александр Николаевич ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АВТОРЕЗОНА Н СНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском...»

«Абельдаев Айвар Русланович Разработка методики ранговой оптимизации развития распределенных источников электроэнергии групп потребителей для повышения надежности электроснабжения Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре Электроснабжение промышленных предприятий Московского энергетического института (Технического университета) Научный...»

«СИДОРОВ Дмитрий Игоревич РЕЛЕ ТОКА НА ОСНОВЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ Специальность: 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Краснодар – 2010 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Коробейников Борис Андреевич Официальные оппоненты: доктор технических наук,...»

«КУЗНЕЦОВА Екатерина Александровна МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ СИСТЕМ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ ДЛЯ МАГНИТОРЕЗОНАНСНЫХ ТОМОГРАФОВ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2008 Работа выполнена в ГОУВПО Московский энергетический институт (технический университет) на кафедре Электрические и электронные аппараты Научный руководитель: доктор технических наук,...»

«ИВАНОВ Александр Сергеевич ПЕРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА И ЛОКАЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ГОРНЫХ МАШИН Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова (техническом...»

«ФЕДИН МАКСИМ АНДРЕЕВИЧ разработка СИСТЕМЫ управления ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ индукционных тигельных миксеров Специальность 05.09.10 – Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 Работа выполнена на кафедре Физика электротехнических материалов и компонентов и автоматизация электротехнологических комплексов Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель: Доктор технических...»

«Федяева Галина Анатольевна ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы 05.22.07 – Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва – 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения Научный консультант доктор...»

«ИВАНИК Владислав Владимирович Авто резонансный асинхронный бездатчиковый электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджет-ном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«ШКЛЯРСКИЙ Андрей Ярославович Повышение Качества электроэн ер гии в промысловых распределительных сетях предприятий нефтедобычи Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ – 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет Горный. Научный...»

«Дадонов Дмитрий Николаевич ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ НЕФТЕДОБЫЧИ С ПОГРУЖНЫМИ ЭЛЕ К ТРОДВИГАТЕЛЯМИ С УЧЕТОМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ С О ВМЕСТИМОСТИ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Самара – 2011 Работа выполнена на кафедре Автоматизированные электроэнергетические системы в Федеральном государственном бюджетном...»

«Бабкин Евгений Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ И ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМОВ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 Работа выполнена на кафедре Автоматизированного электропривода Московского энергетического института (Технического университета) Научный...»

«Петров Сергей Петрович ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭКОНОМИЧНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ ГАЗОТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом университете Горный. Научный...»

«КАЧАЛИНА Елена Викторовна ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ЭКСКАВАТОРОВ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 г. Работа выполнена на кафедре Электромеханики Московского энергетического института (технического университета). Научный руководитель - доктор технических наук, доцент...»

«КАРАНДЕЙ ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ КАСКАДНОЙ СИСТЕМЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар – 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Попов Борис Клавдиевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор...»

«МИЛАШКИНА Ольга Владимировна ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ВЫРАБАТЫВАЕМОЙ АВТОНОМНЫМИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫМИ УСТАНОВКАМИ Специальность: 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары 2010 Работа выполнена на кафедре электромеханики и технологии электротехнических производств Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Чувашский...»

«Макаричев Юрий Александрович МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА АКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОДШИПНИКОВ Специальность 05.09.01 – Электромеханика и электрические аппараты Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Самара 2013 Работа выполнена на кафедре Электромеханика и автомобильное электрооборудование ФГБОУ ВПО Самарский государственный технический университет. Научный консультант: доктор технических наук, профессор Абакумов Александр Михайлович...»






 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.