毕业论文-----空间光通信光学系统设计

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1、编号 本科生毕业本科生毕业设计设计 空间光通信光学系统设计空间光通信光学系统设计 The Design of Optical System of Spatial Optical Communication 学学 生生 姓姓 名名 专专 业业 测控技术与仪器测控技术与仪器 学学 号号 指指 导导 教教 师师 学学 院院 光电工程学院光电工程学院 二一一二一一年年六六月月 I 摘摘 要要 论文主要研究了光学天线系统的设计原理及方法，设计出一套中心波长为 1550nm波段的光学天线系统，对设计的系统进行了加工实现、测试及性能分析。 本论文的研究内容如下： (1)介绍了光学系统的设计方法，对非球面光学

2、零件应用和光学特性进行了 分析。通过对各种常见光学天线的结构、成像质量进行对比分析，本论文确定在 该光学天线系统的设计中采用卡塞格伦天线。 (2)通过对卡塞格伦天线结构的建模分析和光学设计软件 Zemax的应用，优 化设计出主镜和次镜均为非球面镜、中心波长为 1550nm、视场角为 1的卡塞 格伦光学天线，并对卡塞格伦天线离焦对天线发散角的影响、增益、准直特性、 成像质量及传输效率进行了分析。 (3)利用 Zemax 优化设计了收发合一的光学天线系统。在系统中，利用分 色镜和分束镜实现收发隔离及多光路需求。 对各个光学元件的材料进行了分析和 选择。 关键词：空间光通信关键词：空间光通信 光学系

3、统设计光学系统设计 光学天线光学天线 增益增益 偏轴偏轴 II Abstract The design principle and methods of optical antenna systems have been researched in this paper. An optical antenna system with the central wavelength located in 1550nm has been designed. The system has been realized by manufacture and test. The main contents

4、are as follows: 1. The methods of optical systems design have been introduced, meanwhile, the application and optical properties of aspheric optical parts have also been analyzed. 2. By the analysis of Cassegrain antenna structure and Zemax, the 1 field angle Cassegrain antenna, whose primary and secondary mirrors are aspheric, has been designed. Its properties have been analyzed, such as gain, image quality, collimation characteristic, and transmission efficiency. 3. Th