全海深大视场超高清光学系统设计

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全海深大视场超高清光学系统设计

正文部分：

来源：光学精密工程，发表时间：2019-11-15

姜　洋，全向前，杜　杰，邢　妍，吕深圳，孙　强

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．中国科学院深海科学与工程研究所，海南三亚572000；

３．中国科学院大学，北京100049

摘要：为满足我国深海成像设备需求，针对水下光学像差特点完成了全海深大视场光学成像系统设计。根据深海系统使用环境，对光学参数与结构形式进行了分析与探讨；采用常用玻璃及球面透镜设计，完成了小型化低成本高性能的光学设计实例；通过控制光线角度来提高光学系统能量利用率。选用YAG透明陶瓷为抗压窗口材料，通过有限元力学分析仿真获得形变与抗压阈值。通过ANSYS软件分析窗口与支撑结构，设计满足全海深11000ｍ使用环境（120Mpa）要求。光学系统的工作波段为410～630ｎｍ，视场角达80°，相对孔径为1/2.8，全视场MTF＞0.3（＠91ｌｐ／ｍｍ）。该系统成像质量及光学窗口抗压性均满足深海成像科考需求。

关　键　词：光学设计；水下成像；大视场；海水光学特性