| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第7-15页 |
| 1.1 研究的背景及意义 | 第7页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第7-13页 |
| 1.2.1 MEMS激光雷达技术 | 第7-10页 |
| 1.2.2 激光雷达接收光学系统 | 第10-13页 |
| 1.3 本文的主要研究工作 | 第13-15页 |
| 2 激光雷达接收光学系统设计基础 | 第15-30页 |
| 2.1 脉冲激光雷达工作原理 | 第15页 |
| 2.2 激光雷达接收光学系统的约束关系 | 第15-19页 |
| 2.2.1 理想光学系统的物像空间不变式 | 第15-17页 |
| 2.2.2 无限远物体理想像高的计算公式 | 第17页 |
| 2.2.3 视场角与探测器大小关系 | 第17-19页 |
| 2.3 光学系统中能量传递规律 | 第19-22页 |
| 2.3.1 光通量和辐射能通量的对应关系 | 第19-20页 |
| 2.3.2 大视场光学系统的近轴光能传递 | 第20-21页 |
| 2.3.3 理想光学系统中光通量传递 | 第21页 |
| 2.3.4 大视场光学系统轴外像点光照度降低 | 第21-22页 |
| 2.4 多透镜接收光学系统的设计分析 | 第22-28页 |
| 2.4.1 多透镜接收光学系统的选型 | 第23-25页 |
| 2.4.2 多透镜接收光学系统的建模与分析 | 第25-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-30页 |
| 3 基于光锥的大视场接收光学系统建模与计算 | 第30-53页 |
| 3.1 基于光锥的大视场接收光学系统设计方案 | 第30页 |
| 3.2 光锥光路参数设计的约束条件与计算分析 | 第30-35页 |
| 3.2.1 光锥中子午光线的全反射和数值孔径 | 第30-32页 |
| 3.2.2 光锥中相邻两反射点之间的距离关系 | 第32-34页 |
| 3.2.3 光锥中光线出射约束条件分析 | 第34-35页 |
| 3.3 基于光锥的大视场接收光学系统的Light tools建模 | 第35-36页 |
| 3.3.1 透镜与光锥的建模 | 第35页 |
| 3.3.2 回波光源、入瞳、探测器的建模 | 第35-36页 |
| 3.3.3 接收光学系统在Light tools中组装 | 第36页 |
| 3.4 透镜加光锥模型最优化参数的设计与分析 | 第36-43页 |
| 3.4.1 光锥最优长度的确定 | 第37-38页 |
| 3.4.2 光锥最优锥度的确定 | 第38-40页 |
| 3.4.3 光锥最佳位置的确定 | 第40-41页 |
| 3.4.4 透镜最优曲面系数的确定 | 第41-43页 |
| 3.5 接收效率随视场角的变化规律 | 第43-44页 |
| 3.6 照度分布图随视场角变化规律 | 第44-46页 |
| 3.7 独立光锥模型接收效果分析 | 第46-52页 |
| 3.7.1 单光锥的接收模型 | 第46-47页 |
| 3.7.2 单光锥接收效率与入射角的关系 | 第47-48页 |
| 3.7.3 单光锥接收效率与光锥锥度的关系 | 第48-49页 |
| 3.7.4 单光锥接收照度分布随视场角变化规律 | 第49-52页 |
| 3.8 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 基于光锥的大视场接收光学系统实验研究 | 第53-59页 |
| 4.1 透镜加光锥模型接收实验 | 第53-56页 |
| 4.1.1 不同视场的接收效率 | 第53-55页 |
| 4.1.2 不同视场接收的光斑 | 第55-56页 |
| 4.2 独立光锥模型接收实验 | 第56-57页 |
| 4.2.1 不同视场的接收效率 | 第56-57页 |
| 4.2.2 不同视场接收的光斑 | 第57页 |
| 4.3 本章小结 | 第57-59页 |
| 5 总结与展望 | 第59-60页 |
| 5.1 总结 | 第59页 |
| 5.2 展望 | 第59-60页 |
| 致谢 | 第60-61页 |
| 参考文献 | 第61-64页 |
| 附录 | 第64页 |