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成像与激光发射系统的共口径设计与实验

李艳杰 金光 张元 孔林

李艳杰, 金光, 张元, 孔林. 成像与激光发射系统的共口径设计与实验[J]. 中国光学(中英文), 2015, 8(2): 220-226. doi: 10.3788/CO.20150802.0220
引用本文: 李艳杰, 金光, 张元, 孔林. 成像与激光发射系统的共口径设计与实验[J]. 中国光学(中英文), 2015, 8(2): 220-226. doi: 10.3788/CO.20150802.0220
LI Yan-jie, JIN Guang, ZHANG Yuan, KONG Lin. Co-aperture optical system for imaging and laser transmitting[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 220-226. doi: 10.3788/CO.20150802.0220
Citation: LI Yan-jie, JIN Guang, ZHANG Yuan, KONG Lin. Co-aperture optical system for imaging and laser transmitting[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 220-226. doi: 10.3788/CO.20150802.0220

成像与激光发射系统的共口径设计与实验

doi: 10.3788/CO.20150802.0220
基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(No.2012AA121502)
详细信息
    通讯作者:

    李艳杰(1988—),女,山东济宁人,博士研究生,2010年于山东大学获得学士学位,主要从事光学系统设计、激光通信等方面的研究。E-mail:liyanjiework@126.com

  • 中图分类号: O435.2;TN929.1

Co-aperture optical system for imaging and laser transmitting

  • 摘要: 将成像光学系统同时用作激光发射天线的共口径设计可有效减轻卫星载荷质量和应对各种突发状况。首先根据激光通信的能量计算链路,分析了激光发射天线的设计要求,明确了激光发射天线与成像光学系统的不同;然后根据特定的成像光学系统给出了3种具有普适性的共口径设计方法,并对这3种方法的性能进行了分析和比较,给出了它们的优缺点和适用范围;最后对所设计的共口径系统进行了发射光束仿真,经过对设计系统加工、装调后进行了室内的成像、通信实验,结果显示发射激光的最小束散角可达18.2 μrad,接近系统衍射极限,出射光斑质量良好,接收到的图像与成像系统所成图像肉眼观测无失配。初步证实该共口径设计可实现光学系统的成像和通信任务要求。

     

  • 图 1  原成像光学系统

    Figure 1.  Origin imaging optical system

    图 2  棱镜分光式共口径系统

    Figure 2.  Co-aperture optical system based on prism

    图 3  分色片分光式共口径系统

    Figure 3.  Co-aperture optical system based on dichroism plane

    图 4  可移除反射镜分光

    Figure 4.  Co-aperture optical system based on flexible mirror

    图 5  激光发射光束能量分布

    Figure 5.  Energy distribution of transmitting laser

    图 6  实验流程图

    Figure 6.  Experiment procedure

    图 7  实验装置图

    Figure 7.  Experiment equipment

    图 8  成像与通信

    Figure 8.  Imaging and communication of the co-aperture system

    表  1  3种设计方式比较

    Table  1.   Comparing of the three design methods for co-aperture optical system

    序号设计方式优点缺点适用领域
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    表  2  成像光学系统(共用终端)参数

    Table  2.   Parameters of the imaging optical system(co-aperture part)

    光学系统参数
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-11
  • 录用日期:  2015-01-13
  • 刊出日期:  2015-04-25

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