大相对孔径全天时星敏感器光学系统 | |
其他题名 | Large Relative Aperture Optical System Design for All Day Star Sensor |
张凯胜1,2; 苏秀琴1; 叶志龙3 | |
作者部门 | 光电跟踪与测量技术研究室 |
2022-11 | |
发表期刊 | 光子学报 |
ISSN | 1004-4213 |
卷号 | 51期号:11 |
产权排序 | 1 |
摘要 | 为实现星敏感器在J波段对3等恒星进行全天时高精度探测,采用被动消热差设计方法,根据光学系统与结构材料的热差性能差异,进行匹配优化实现镜头消热差,设计完成了一种大相对孔径全天时星敏感器光学系统。针对恒星在该波段下的指标进行分析,确定光学系统焦距为84 mm,F数为1.4,工作谱段范围为1.1~1.4μm,视场角为8.4°。在光学系统设计过程中选取常用光学材料和镜筒材料,通过改变各透镜形状,合理匹配各镜片之间的光焦度,从而实现被动补偿无热化设计。优化设计完成后的光学系统在高低温(-40℃~+60℃)及真空条件下,当离焦0.02 mm后,弥散斑尺寸优于30μm,色畸变小于0.018 mm。星敏感器内部采用表面发黑处理,遮光罩采用非等间距布局设计,表面采用一款具有较高太阳吸收率的SB-3A国产消光漆进行涂黑,可以在保证效果的情况下有效减轻重量,遮光罩内档光环采用16°斜角,可以保证较好的杂散光抑制能力。利用Tracepro软件对光机系统的杂散光进行了仿真分析,分析结果表明,视场内由目标产生杂散光是目标强度的3×10-5,视场外杂散光强度由10-2量级迅速下降,18°以外杂散光强度为视场外强光的10-4以下。地面观星试验实现了对3等星全天时探测,验证了该光学系统设计的合理性。 |
关键词 | 大相对孔径 光学系统 无热化 全天时 星敏感器 |
收录类别 | CSCD |
语种 | 中文 |
CSCD记录号 | CSCD:7357994 |
引用统计 | |
文献类型 | 期刊论文 |
条目标识符 | http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/96405 |
专题 | 光电跟踪与测量技术研究室 |
作者单位 | 1.中国科学院西安光学精密机械研究所 2.中国科学院大学 3.上海航天控制技术研究所 |
第一作者单位 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 张凯胜,苏秀琴,叶志龙. 大相对孔径全天时星敏感器光学系统[J]. 光子学报,2022,51(11). |
APA | 张凯胜,苏秀琴,&叶志龙.(2022).大相对孔径全天时星敏感器光学系统.光子学报,51(11). |
MLA | 张凯胜,et al."大相对孔径全天时星敏感器光学系统".光子学报 51.11(2022). |
条目包含的文件 | ||||||
文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
大相对孔径全天时星敏感器光学系统_张凯胜(2730KB) | 期刊论文 | 作者接受稿 | 限制开放 | CC BY-NC-SA | 请求全文 |
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