别汉棱镜角度误差对光轴一致性影响的研究

张 娟,杨加强,彭晴晴,王 希,杜晓宇

(中国电子科技集团第十一研究所,北京 100015)

1 引 言

在周视扫描成像系统中,探测器上接收到的图像会出现随着扫描而发生图像跟随轴旋转的像旋现象,影响系统正常成像。因此需要对所成的像进行处理或者对光学系统进行改进以达到消像旋的目的。对应的消像旋方法分别是利用图像处理等手段进行电子消像旋或者在光学系统中加入光学消像旋装置进行光学消像旋。前者消像旋的方式虽然结构简单,但获取图像信息有延迟,多用于对实时性要求不太高的仪器中[1-4]；而后者能够及时获得图像信息。由于别汉棱镜具有如下优点:(1)别汉棱镜体积较小,结构紧凑,在比较短的实际距离内包含的光路特别长,从而大大缩小了整个系统的体积；(2)因为空气与玻璃交界面垂直于光轴,可用于会聚光路中。因此别汉棱镜被广泛地应用于消像旋系统中。在用别汉棱镜进行消像旋的系统中,如果对别汉棱镜的角度误差控制不严格,系统在工作时会出现光轴偏移或倾斜现象,影响系统使用,因此需要严格控制别汉棱镜的角度误差,保证出射光轴与入射光轴的一致性。国内外文献对于别汉棱镜胶合过程中三轴(光轴、机械轴、棱镜轴)不重合的误差已经做了非常详细的分析[5-7],但对于别汉棱镜自身角度误差的分析却很少提及。

本文首先推导了反射光线、折射光线和三维坐标系旋转的矢量形式表达式,建……