空间对地观测光学系统的设计理论与方法

本书详细介绍空间光学系统的设计理论和设计方法；系统介绍了空间光学系统的像质评价方法和光学系统设计的像差理论，以及透射式和反射式空间光学系统的公差分析、计算机辅助装调技术、光学自动设计的理论与方法；阐述自由曲面设计、全链路评价分析与设计、热光学分析计算、杂散光分析计算以及空间自适应光学等空间光学系统设计领域的近期新热点问题。本书对我国的空间光学系统设计和研究具有重要的参考价值。本书可作为从事空间光学系统设计的专业人员及高等院校光学专业教师和研究生的参考书。

第1章空间光学系统概述
1.1空间光学系统的特点
1.2空间光学系统的典型结构型式
1.3空间光学系统的设计流程
第2章空间光学系统像质评价
2.1概述
2.2光学系统的坐标系统、结构参数和特性参数
2.3检测阶段的像质评价指标——星点检验
2.4检测阶段的像质评价指标——分辨率测量
2.5几何像差的定义及其计算
2.6垂轴像差的概念及其计算
2.7用波像差评价光学系统的成像质量
2.8光学传递函数
2.9其他像质评价指标
2.9.1点列图
2.9.2包围圆能量
第3章空间有限载荷全链路分析设计
3.1空间有效载荷光学遥感成像链路概念与组成
3.2空间光学遥感成像链路建模与仿真
3.2.1成像链路建模与仿真的意义
3.2.2国外光学遥感成像链路建模与仿真研究概况
3.2.3空间光学遥感成像链路建模
3.2.4空间光学遥感成像链路仿真
3.3空间光学遥感系统像质评价、像质预估与全链路优化设计
3.3.1像质评价
3.3.2像质预估
3.3.3空间光学遥感系统成像链路优化设计
第4章反射式空间光学系统设计
4.1概述
4.2两反射镜式光学系统设计
4.2.1两反射镜式光学系统的结构形式
4.2.2两反射镜式光学系统的设计及步骤
4.3同轴三反射镜式光学系统设计
4.3.1同轴三反射镜式光学系统的结构形式
4.3.2同轴三反射镜式光学系统的设计
4.4离轴三反射镜式系统设计
4.4.1离轴三反射镜式光学系统的结构形式
4.4.2离轴三反射镜式光学系统的设计
4.5多反射镜光学系统
4.6反射镜材料
第5章自由曲面反射式空间光学系统设计
5.1自由曲面空间光学系统概述
5.2自由曲面数学描述方法
5.3离轴自由曲面光学系统像差及分析方法
5.4自由曲面空间光学系统优化设计方法
5.4.1初始结构建立原理与方法
5.4.2逐步逼近优化算法原理
5.4.3像面整体成像质量的平衡
5.4.4特殊物理结构边界条件的约束控制
5.5自由曲面公差分析
5.6自由曲面系统设计实例
第6章变焦距空间光学系统设计
6.1变焦距光学系统分类与特点
6.1.1概述
6.1.2变焦距系统的分类及其特点
6.2变焦距物镜的高斯光学
6.3变焦距系统光学设计
6.4透射式变焦距物镜高斯光学设计实例
6.5反射式变焦距光学系统
6.5.1共轴反射式变焦距系统
6.5.2离轴反射变焦距光学系统
第7章空间光学系统公差分析
7.1概述
7.2公差设计中的评价函数
7.3光学公差的概率关系
7.4公差设计中的随机模拟检验
7.5公差设计中的偏心光路追迹
7.6利用光学设计软件进行公差分析
第8章空间光学系统计算机辅助装调技术
8.1概论
8.2计算机辅助装调数学模型的建立
8.3计算机辅助装调的像差数据处理
8.4基于Moore-Penrose广义逆的失调量求解方法
8.5光学系统计算机辅助装调的数值模拟
第9章空间光学系统热光学分析与计算
9.1概述
9.2光机热分析理论及有限元方法
9.2.1热分析基本理论与方法
9.2.2空间光机系统的热交换
9.2.3有限元分析法
9.3热形变的光学系统面型拟合算法及精度分析
9.3.1泽尼克多项式
9.3.2面型拟合算法
9.3.3光机热分析中精度分析
9.4不规则折射率在光机热一体化技术中的影响
9.4.1梯度折射率
9.4.2变折射率介质中的光线方程
9.4.3不规则折射率面分布拟合算法
第10章空间光学系统杂散光分析与计算
10.1概述
10.2杂散辐射的基础理论
10.2.1散射理论
10.2.2BRDF模型
10.2.3衍射理论
10.3热辐射
10.3.1发射率
10.3.2黑体辐射定律
10.3.3黑体辐射计算
10.3.4灰体辐射计算
10.3.5辐射传导理论
10.3.6光学系统中的能量传输模型
10.4空间遥感器的杂光水平评价方法
10.4.1杂光系数
10.4.2点源透射率
10.4.3杂光系数与点源透过率的关系
10.5杂散辐射防护设计
10.5.1关键表面和被照射表面
10.5.2遮光罩和挡光环设计
10.5.3光阑的设计与使用
第11章空间自适应光学设计
11.1自适应光学概述
11.2自适应光学基本理论
11.2.1自适应光学基本原理
11.2.2自适应光学系统组成
11.2.3自适应光学系统误差源
11.2.4自适应光学系统性能评价标准
11.3自适应光学波前传感
11.3.1自适应光学系统的信标
11.3.2直接波前传感方法
11.3.3间接波前传感方法
11.4自适应光学波前重构与校正
11.4.1波前重构方法
11.4.2波前校正
11.5自适应光学在大口径分块式主镜空间对地遥感系统中的应用
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