航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计

谭淞年; 姚园; 徐钰蕾; 许永森; 李浩

doi:10.37188/OPE.20223020.2436

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航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计

现代应用光学 | 更新时间：2022-10-27

- 航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计
- Design of airtight optical window and protector for aerial camera
- 光学精密工程 2022年30卷第20期页码：2436-2445
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033
  2.中国科学院大学，北京 100049
  3.中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  [ "谭淞年（1989-），男，吉林通化人，硕士，助理研究员，2012年、2014年于哈尔滨工业大学分别获得学士、硕士学位，主要从事增材制造和航空成像与测量等方面的研究。E-mail： tansongnian@126.com" ]
  [ "姚园（1986-），男，安徽铜陵人，副研究员，2011年于哈尔滨工业大学获得硕士学位，主要从事航空光学成像仿真及光学系统设计等方面的研究。E-mail： yaoy@ciomp.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金青年基金项目(61905242)
- DOI：10.37188/OPE.20223020.2436
  中图分类号： V447+.1
- 收稿日期：2022-01-10，
  
  修回日期：2022-03-02，
  
  纸质出版日期：2022-10-25
- 稿件说明：
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谭淞年,姚园,徐钰蕾等.航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计[J].光学精密工程,2022,30(20):2436-2445.

TAN Songnian,YAO Yuan,XU Yulei,et al.Design of airtight optical window and protector for aerial camera[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(20):2436-2445.
谭淞年,姚园,徐钰蕾等.航空相机气密光学窗口及其保护罩的设计[J].光学精密工程,2022,30(20):2436-2445. DOI： 10.37188/OPE.20223020.2436.

TAN Songnian,YAO Yuan,XU Yulei,et al.Design of airtight optical window and protector for aerial camera[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(20):2436-2445. DOI： 10.37188/OPE.20223020.2436.

摘要

为了保证航空相机的成像效果，设计了气密光学窗口及其保护罩。本文对光学窗口的设计流程进行了分析，讨论了光学窗口设计的考虑因素，例如光学材料、光学厚度、压力和气密安装方案等。为了实现在非工作状态下对光学窗口的保护，设计了双层舱门结构形式的光窗保护罩，实现了系统的小型化。通过仿真分析和试验，测试了气密光学窗口和光窗保护罩的稳定性，系统能够在2个大气压和高低温环境下正常工作，性能良好。光学窗口保护罩整个厚度仅为37 mm，能够实现快速开启与关闭，单程时间为7.7 s。相关分析方法解决了光学窗口设计问题的盲目性，使光学窗口的设计更加合理可靠。本文提出的方案为航空相机光学窗口的设计和保护提供了参考和技术支持。

Abstract

To ensure the imaging effectiveness of an aerial camera， an airtight optical window and a protector are designed in this study. The design process for the optical window is analyzed. Considerations， such as optical materials， optical thickness， pressure， and air-tight installation options， for the design of optical windows are discussed. To ensure that the optical window remains protected in the non-working state， a light window protector with a double hatch structure is designed to miniaturize the system. The stability of the airtight optical window and light window protector is tested by conducting simulation analysis and experiments. The system can work appropriately and exhibit good performance under an atmospheric pressure of 2 and in high- and low-temperature environments. The overall thickness of the optical window protector is 37 mm. The one-way time is 7.7 s， indicating a small opening or closing interval. The related analysis method ensures that the optical window design process is guided and makes the optical window design process more effective and reliable. The scheme proposed in this study provides a reference and technical support for the design and protection of aerial camera optical windows.

关键词

Keywords

references

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