[发明专利]基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法

说明书

基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法，涉及光电成像技术领域，本发明根据用户指标要求，设计光学系统结构，建立光学系统链路模型，基于实测光学元件加工面形数据，建立镜面加工面形低频误差仿真模型和中高频误差仿真模型。将低频和中高频加工面形误差仿真数据融合，建立全频段光学元件加工面形误差仿真模型，并检测全频段光学元件加工面形误差仿真模型准确性。完成数据准确性检验后，将加工面形误差数据加载至光学链路仿真系统中进行像质分析。本发明设定合理的数据采样间隔。建立准确的加工面形误差仿真模型，为进行高精度、快运算光学系统链路像质仿真分析奠定基础。

技术领域

本发明涉及光学系统集成仿真技术领域，具体涉及一种基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法。

背景技术

天文学一直是先进技术发展的重要推动力，如高灵敏探测器、高精度传感器以及超运计算机。观测微观世界和太空需要精密的光学设备。光学系统链路仿真方法基于成像物理机制对光学系统成像质量进行计算，用于分析研究各误差因素对光学像质的影响。相比实验测试分析，准确的仿真可有效缩短设备研制周期，节约制造成本。光学元件加工面形误差是影响光学系统成像质量的关键因素之一。全频段加工面形误差对天文学中椭率、点扩散函数能量集中度等参数的影响分析还未见报道。通常，根据频段将加工面形误差划分成低、中、高频三段。建立全频段加工面形误差仿真模型，并将误差因素加载至系统链路中，分析各频段加工面形误差对高分辨率成像系统点扩散函数能量角分辨率、椭率等参数的影响。同时，优化光学元件镜面加工工艺参数，进一步提升光学系统成像质量。

发明内容

本发明提供一种基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法，分析光学元件加工面形误差对光学系统成像质量的影响，为优化镜面加工工艺参数提供理论基础。

基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法，该方法由以下步骤实现：

本发明的有益效果：本发明所述的基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法，根据用户指标要求，设计光学系统结构，建立光学系统链路模型，将误差因素划分为镜面加工面形误差、系统温度场变化误差、系统重力场变化误差和装调误差四项。

基于实测光学元件加工面形数据，建立镜面加工面形低频误差仿真模型和建立镜面加工面形中、高频误差仿真模型。

将低频和中高频加工面形误差仿真数据融合，建立全频段光学元件加工面形误差仿真模型，并检测全频段光学元件加工面形误差仿真模型准确性。

完成数据准确性检验后，将加工面形误差数据加载至光学链路仿真系统中进行像质分析。在不同误差因素下，分析加工面形误差对光学系统成像质量的影响。根据使用需求预定指标优化光学元件加工工艺参数。

本发明所述的基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法，通过统计实际加工面形数据分布特点，建立光学元件全频段面形误差仿真模型，分析优化镜面加工面形中影响光学系统成像质量的关键参数，进而提升光学系统成像质量水平。

本发明所述的仿真分析方法，设定合理的数据采样间隔，为建立高精度、快运算的光学系统仿真链路系统奠定基础；分析光学元件加工面形误差对光学系统成像质量的影响，为优化镜面加工工艺参数提供理论基础。

本发明所述的仿真分析方法，相比实验测试分析，准确的仿真可有效缩短设备研制周期，节约制造成本。采用系统链路仿真分析方法可实现多误差因素集成后，综合评价光学成像水平，便于寻找影响系统像质的关键因素。

附图说明

图1为本发明所述的基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法的流程图；

图2为本发明所述的基于全频段光学加工面形误差系统链路像质仿真分析方法中光学元件加工面形低频误差仿真结果示意图；