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第３２ 卷增刊２００６ 年８ 月光学技术Ｏ Ｐ Ｔ Ｉ Ｃ Ａ ＬＴ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＩＱ Ｕ ＥＶ ０ １． ３２Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ．Ａ ｕ ｇ ｕ ｓｔ２ ０ ０ ６文章编号： １０ ０ ２—１５８ ２（ ２０ ０ ６）Ｓ ０ ５０ ９ —０ ４共形光学设计研究＋李林， 刘家国， 李卓， 李岩， 黄一帆（ 北京理工大学信息科学技术学院光电工程系， 北京１０ ０ ０ ８ １）摘要： 符合空气动力学的导引头整流罩都是流线型的面型， 由于这些面型破坏了光学系统的对称性， 与导引头成像光学配合时会带来严重的像差， 使成像质量下降。 所谓共形光学设计就是在整流罩和成像光学系统之间加人校正系统， 用校正系统校正整流罩所带来的像差， 以便获得良好的成像质量。 介绍了共形光学设计的概念， 讨论了设计原理， 分析了热变形的影响， 并给出了一个设计实例。关键词： 共形光学； 光学设计； 像差校正中图分类号： ｎ 耵０ ２； ０ ４ ３５． ２文献标识码： ＡＤ ｅ ｓｉｇ ｎａ ｎ ｄｓｔｕ ｄ ｙｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｌｏ ｐ ｔｉｃ ｓＬ Ｉ Ｌ ｉｎ ， Ｌ ＩＵＪｉａ —ｇ ｕ ｏ ， Ｌ ＩＺ ｈ ｕ ｏ ， Ｈ Ｕ Ａ Ｎ ＧＹ ｉ—ｆ ａ ｎ（ Ｓ ｃｈ ｏ ｏ ｌｏ ｆＩｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔｉｏ ｎ Ｓ ｃ ｉｅ ｎ ｃ ｅａ ｎ ｄＴ ｅｃｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅｉｊｉｎ ｇＩｎ ｓｔｉｔｕ ｔｅｏ ｆＴ ｅｃｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅｉｊｉｎ ｇ１０ ０ ０ ８ １， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅｄ ｏ ｍ ｅ ｓｕ ｌｆ ａ ｔｅ ｓ ｔｈ ａ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｗ ｉｔｈａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉｃ ｔｈ ｅ ｏ ｒ ｙａ ｒ ｅａ ｌｗ ａ ｙ ｓ ｓｔｒ ｅａ ｍ ｌｉｎ ｅｓ． Ｈ ｏ ｗ ｅｖ ｅｒ ， ｔｈ ｅｓｅｃｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ｅｓｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ＆ ｒ ｅｕ ｓｕ ａ ｌｌｙｉｎ ｔｅｒ ｆ ｅｒ ｅｎ ｔｉａ ｌ ｗ ｉｔｈ ｔｈ ｅｓｙ ｍ ｍ ｅ ｔｒ ｙｏ ｆ ｔｈ ｅｏ ｐ ｔｉｃａ ｌ ｓｙ ｓｔｅ ｍ ， ｗ ｈ ｉｃ ｈ ｍ ａ ｙｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅｓｅ ｖ ｅ ｒ ｅ ａ ｂ ｅ ｒ ｒ ａ ｔｉｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄｍ ａ ｙｒ ｅ ?ｄ ｕ ｅ ｅ ｔｈ ｅｒ ｅ ｓｏ ｌｖ ｉｎ ｇｐ ｏ ｗ ｅ ｒｏ ｆ ｔｈ ｅｓｙ ｓｔｅ ｍ ． Ａｃｏ ｒｒｅｃｔｏ ｒｓｙ ｓｔｅ ｍ ， ｗ ｈ ｉｃ ｈｉｓ ｂ ｅ ｔｗ ｅ ｅ ｎ ｔｈ ｅｃｏ ｎ ｆ ｏ ｒｍ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ｅ ａ ｎ ｄ ｔｈ ｅｏ ｐ ｔｉｃａ ｌ ｓｙ ｓｔｅ ｍ ， ｃａ ｎｂｅｕ ｓｅ ｄｔＯ ｃｏ ｒｒｅｃｔ ｔｈ ｅａ ｂ ｅｒｒａ ｔｉｏ ｎ ｓｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙｔｈ ｅｃｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ｅ ｓｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ． Ｔ ｈ ｅｂ ａ ｓｉｃ ｉｄ ｅ ａ ｓ， ｔｈ ｅｄ ｅ ｓｉｇ ｎｍ ｅ ｔｈ ｏ ｄａ ｎ ｄ ｔｈ ｅｔｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌａ ｂ ｅ ｒ ｒ ａ ｔｉｏ ｎ ｓａ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓ ｏ ｆｃｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ ｄ ｏ ｍ ｅ Ｓ Ｌ ＩＩ＇｛ ｃｑｃｅｓ＆ ｒｅｐ ｒｅｓｅｎ ｔｅｄ ． Ａｄ ｅ ｓｉｇ ｎ ｅ ｘ ａ ｍ ｐ ｌｅｉｓ ａ ｌｓｏｐ ｒ ｅ ｓｅ ｎ ｔｅ ｄ ．Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： ｃｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ ｏ ｐ ｔｉｃ ｓ； ｏ ｐ ｔｉｃ ａ ｌ ｄ ｅｓｉｇ ｎ ； ａ ｂｅｒｒａ ｔｉｏ ｎｃｏ ｒｒｅｃｔｉｏ ｎ１引言一个光电制导的导弹导引头的整流罩具有两个作用： 一是保证内部的光学系统不受外罩干扰， 正常成像； 二是满足具有空气动力学性能的小阻力弹体形状的要求。 在实际情况下， 这两方面是彼此矛盾的， 通常不可能同时满足。 如果希望光学系统不受或少受外罩的影响而正常成像， 则要求整流罩是一个两表面与成像光学系统光轴垂直的平行玻璃板，或者是同心的两个球面。 如图１所示。图１传统的整流罩传统的制造飞机窗体和导弹整流罩的技术只能制造出平面和球面， 飞行器的窗体有时会分割成多个部分使常规的光学系统能实现大视。 导弹的整流罩的形状也往往是球面的一部分。 这些传统的外形显然有着很多的弊端， 即飞行器不同部分的窗体使得其容易引起涡流并增加了整个机体的阻力， 半球形的导弹整流罩所受到的阻力较大， 导弹前端顶部所受到的阻力大概占整个导弹所受阻力的５０ ％，特别是通过多个部分成像会降低整个系统的分辨率。 因此， 要求飞行器和导弹的设计者更多的考虑飞行器窗体和导弹整流罩的形状， 使其满足空气阻力、 涡流控制、 雷达回波面积以及大视场成像等要求。 然而， 符合空气动力学最佳面形的表面一般是流线形子弹头形状的， 这样的表面会给光学系统动态成像带来像差， 造成分辨率的下降幢Ｊ。所谓的共形设计， 就是在满足空气动力学最佳面形表面的前提下， 设计一个校正系统， 校正由不规则流线形整流罩带来的像差， 使得光学系统成像质量不受或少受影响， 满足使用要求。国外开展共形设计的时间已有十余年， 时间并不太长。 由美国国防先进研究计划局（ Ｄ Ａ Ｒ Ｐ Ａ ）和美国军事导弹研究发展工程中心（ Ｍ Ｒ Ｄ Ｅ Ｃ ）资助组?收稿日期： ２０ ０ ６—０ ６—３０Ｅ － ｍ ａ ｉｌ： ｌｉ—ｌｉｎ ＠ ２６３． ｎ ｅｔ作者简介： 李林（ １９ ５７ ． ）， 男， 北京理工大学信息科学技术学院光电工程系教授， 主要从事光学设计方面的研究。５０ ９