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“十三五”国家重点图书出版规划项目

变革性光科技与技术丛书

随着科技的发展,无论是生活形态还是战争形态都在由机械化向信息化转型,信息化建设已成为未来建设的重点。如今的飞行器在高速飞行的过程中需要实时获得目标的位置信息，不断修正自身的飞行姿态，实现对目标的精确打击。导引头是精确制导的核心组件，用于实现目标的识别和跟踪，并给出制导所需的控制信号。导引头由探测系统和相应的电子组件构成，其中探测系统由整流罩和成像系统（共形光学）组成，其性能决定了导引头的空间分辨率和目标搜索范围。

传统的整流罩大多采用半球形结构，这种结构设计简单，易加工且成像性能良好，在采用扫描方式工作时，半球形整流罩产生的像差较稳定。然而半球形整流罩空气阻力系数大，使得窗口气动加热严重，对光学系统成像质量和性能带来很大的影响，严重影响载荷系统的整体性能，无法满足高速、远射程等飞行器对速度、隐身能力等的要求，成为制约飞行器性能的因素之一。随着超精密加工技术的发展，使得非球面、自由曲面等光学元件的加工成为可能。整流罩的设计也不再局限于传统的平面和球面，书中提出的基于特殊结构形式整流罩的共形光学技术，通过采用符合空气动力学性能的外形可明显降低飞行器的空气阻力，提升飞行速度，增大飞行距离，减弱自身雷达反射截面信号，大幅提升光电载荷的环境适应能力。

本书是作者及其实验室团队近10年来在共形光学系统方面研究成果和经验的总结，系统、全面地阐述了共形整流罩的像差理论、设计方法、加工及检测技术，体现了作者的探索与创新。本书融科学性、指导性、实用性、可操作性为一体，内容丰富，新颖先进，基础理论和技术实践相结合，对从事共形光学设计、加工和测量技术的技术人员大有裨益。

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共形光学系统与传统光学系统的差别主要表现在以下几个方面：

共形光学研究的是特殊的光学窗口，它能与系统平台的外形轮廓实现平滑吻合，提高系统空气动力学性能，共形光学技术使光学窗口形状突破传统光学的限制。

共形光学表面具有很高的自由性，可以是圆柱面、圆锥面或尖顶形状等任意组合出的自由曲面，也可以是共轴的，例如尖拱形导弹整流罩，还可以是离轴的，比如自由形态的机翼。

共形光学系统中光学元件的加工不只是传统的粗磨、精磨和抛光工艺，还需要用先进的非球面镜面型加工、检测技术。

离轴光学元件不具有几何轴的特性，且移动变化时产生了多种不同的离轴像差，依靠原来的同轴调整技术已经难以确保新系统的精度，需要进一步研究此类系统的计算机立体辅助装调技术。

本书以共形光学系统为主要研究背景，在光学设计的基础上，结合当代超精密加工和检测技术的国内外最新发展动态，细致而详尽地介绍了共形光学系统的关键问题和解决手段。本书在对共形光学系统的产生背景、发展现状及存在问题进行介绍的基础上，详细阐述了共形光学系统的像差理论，并结合像差理论循序渐进、由浅入深地介绍了同轴共形光学系统及离轴共形光学系统的设计方法。同时根据实际情况，分别阐述了共形光学系统动态像差校正技术、共形光学系统的加工和检测方法等。

常军

北京理工大学研究员，博士生导师，教育部新世纪优秀人才，多年来从事新型光学仪器设计和检测、医用光学仪器研发，主持国家、国家重点研发计划十三五/十四五、国家自然基金和企业研究所项目等上百项，研制开发多款新型光学设备，研究成果已应用于多家科研院所，包括核设备运行监控等。

胡瑶瑶

在读博士生，/09-/06就读于北京理工大学光电学院,并获得学士学位，年获得第五届全国大学生光电竞赛一等奖；/09至今为北京理工大学博士研究生。/09-/08在新加坡国立大学机械工程系联合培养。主要从事新型光学系统设计、像差理论以及光电检测方面的研究。

沈本兰

讲师，/09-/03就读于北京理工大学，并获得硕士学位，主要研究新型主动变焦光学系统设计、加工及检测；/04-/08在北京凌云光技术有限公司担任光学设计工程师，主要负责光学总体设计方案，图像传感器的性能测试方法等工作；/09-/06就读于北京理工大学光电学院，并获得博士学位，主要从事新型光学系统设计、像差理论以及光电检测方面的研究，/09至今，在山东交通学院任职讲师，主要从事光电工程与智能感知技术等方面研究。

刘鑫

讲师，/09-/06就读于北京理工大学光电学院，并获得博士学位，主要研究偏振成像光学系统设计和离轴反射光学系统设计等。/09至今，在北京信息科技大学任职讲师，主要从事红外成像系统设计等方面研究。

曹佳静

在读博士生，/09-/06就读于北京理工大学,并获得学士学位，年获得北京市优秀毕业生；/09至今为北京理工大学博士研究生，主要从事新型光学系统设计、像差理论以及光电检测方面的研究。

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