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用于空间相机设计的高精度光线追迹方法

High precision ray tracing method for space camera in optical design

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空间光学系统在应用需求牵引下,向着大尺度、高精度、复杂化等方向发展,像差随着焦距与口径的增大呈幂指数增长,微小的误差扰动就会引起像质的大幅退化,因此对光线追迹算法的精度和稳定性提出了更严苛要求.本文从误差分析理论出发,提出了光线追迹精度表示模型,依据模型分析了计算过程误差来源,并设计了高精度光线追迹算法.数值仿真实验和典型空间相机设计案例结果表明,本文方法在精度上较原有方法提高了 5-6个数量级,残差平均比Zemax小近3个数量级,数值稳定性也得到了极大提升.

吴长茂、唐熊忻、夏媛媛、杨瀚翔、徐帆江

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中国科学院软件研究所,天基综合信息系统重点实验室,北京 100190

杭州光学精密机械研究所,杭州 311421

光线追迹 误差模型 数值算法 光学设计 空间相机

国家重点研发计划

2021YFB3601400

2023

10.7498/aps.72.20222463

物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.038
ISSN：1000-3290
年,卷(期)：2023.72(8)
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