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1、博士學位論文論文題目分孔徑同時偏振成像光學系統的研究研究生姓名賀虎成指導教師姓名沈為民專業(yè)名稱光學工程研究方向光學儀器與光學設計論文提交日期2014年3月分孔徑同時偏振成像光學系統的研究中文摘要分孔徑同時偏振成像光學系統的研究中文摘要偏振成像儀可以識別常規(guī)手段難以探測的目標，降低雜亂背景的影響,在復雜的輻射環(huán)境中檢測出有用的信息，增強目標探測與識別能力。本文研究，設計和研制出用于目標探測和識別的分孔徑同時偏振成像系統，該系統可望用作偵查飛機、衛(wèi)星、導引頭等載荷。本文開展了如下工作：第一章闡明本文的研究課題、研究意義等，介紹了偏振成像光學系統的應用
2、領域和國內外研究近況，概述本文研究內容。第二章介紹光的偏振特性及其定量描述方法，給出偏振成像系統模型和成像原理，比較分析現有偏振成像方法。根據實際應用需求，提出了無中繼的分孔徑同時偏振成像系統，該系統由共孔徑鏡頭組和四個偏心分孔徑子系統組成，具有結構緊湊、完全Stokes矢量同時成像等特點。第三章提出用光學傳遞矩陣（OTM），評價偏振成像光學系統成像質量和分析其偏振測量誤差的方法，推導和舉例分析了OTM、偏振測量誤差與系統參數間關系。OTM不僅可以表示每個偏振通道的成像質量，還可以描述不同偏振通道之間的串擾。第四章根據信噪比等要求和近軸成像理論，
3、確定光學系統的視場角、工作波段焦距和孔徑等基本參數。給出二組、三組兩種分孔徑偏心成像系統的結構形式和近軸成像特性。運用賽德耳初級像差和空間光線傳遞公式，導出并分析此類偏心分孔徑光學系統的初級像差公式、PW表達式與像差特性。第五章基于導出的PW關系式，給出其初始結構參數的計算方法和結果。給出兩種分孔徑偏心成像光學系統的優(yōu)化設計結果和成像質量評價，表明設計得到的成像系統成像質量好、滿足性能指標要求。給出光學系統的公差優(yōu)化分配結果，基于誤差傳遞公式和導出的偏振測量誤差公式，分析和給出系統偏振測量允差與偏振元件制造、裝調誤差之間的關系。第六章報導分孔徑偏
4、振成像鏡頭的研制及結果。介紹了鏡頭光機結構設計、裝調I中文摘要分孔徑同時偏振成像光學系統的研究方法與結果，測量了其焦距和光學傳遞函數等基本性能參數?；谄癯上耒R頭，構建了同時、完全Stokes偏振成像樣機，利用非偏振光、線偏振光、橢圓偏振光目標和自然景物目標，試驗其偏振成像性能。通過圖像處理，獲取了目標完全Stokes矢量圖、偏振度圖及偏振角度圖，取得了與理論預期相符的成像試驗結果。第七章總結全文工作，概括創(chuàng)新點及不足，提出下一步工作建議。關鍵詞：偏振成像，Stokes矢量，分孔徑，光學設計，光學傳遞矩陣，像差作者：賀虎成指導教師：沈為民IIS
5、tudyonOpticalSystemofsimultaneousandcompletepolarizationimagingAbstractStudyonOpticalSystemofSimultaneousandCompletePolarizationImagingAbstractPolarizationimagersareabletoidentifythetargetthatmaybedifficulttoconventionalones.Theycanreducetheinfluenceofstraybackgroundandcomple
6、xenvironmentandenhancecapabilityoftargetdetectionandrecognition.Thedissertationresearchesanewtypeofsimultaneouspolarizationimagingopticalsystemwithdividedaperture,anditsprototypeisdesignedandmanufactured,whichisexpectedtobeusedasairborneandspacebornepayload.Themaincontributio
7、nsaresummarizedasfollows:Theissueandsignificanceofthedissertationisputforwardinthefirstchapter.Theapplicationfieldsandresearchprogressofpolarizationimagingsystemsarebrieflysummarized.Themaincontentsofdissertationareoutlined.Insecondchapter,polarizationcharacteristicsoflightan
8、ditsquantitativecharacterizationmethodisintroduced.Modelingandimagin
