由于光電探測器的光敏面尺寸很小，導(dǎo)致光電系統(tǒng)的瞬時視場一般難以滿足對大空間范圍成像的要求。在許多光電系統(tǒng)中，都采用光學(xué)機(jī)械掃描的方法來實(shí)現(xiàn)大空間區(qū)域的目標(biāo)搜索和成像。

（1）掃描方式

①平行光束掃描。平行光束掃描是在平行光路中放置掃描器，用以掃描被觀測景物，故稱物方掃描，如圖1所示。其中圖1（b）中的掃描器位于聚焦光學(xué)系統(tǒng)前，旋轉(zhuǎn)反向鏡鼓3完成水平方向快掃描，擺動反向鏡2完成垂直方向慢掃描。這種掃描方式一般需要有一個比聚光光學(xué)系統(tǒng)口徑還要大的掃描鏡。這種掃描方式的優(yōu)點(diǎn)是對聚焦光學(xué)系統(tǒng)要求不高，像差校正比較簡單，民用熱像儀中多采用這種掃描。圖1（a）中的掃描器位于無焦望遠(yuǎn)系統(tǒng)壓縮的平行光路中，掃描器的尺寸較小，有利于提高掃描速度，多用于軍用光電系統(tǒng)。

圖1 平行光束掃描的實(shí)例

②會聚光束掃描。會聚光束掃描是在物鏡會聚光束中放置掃描器，對像方光束進(jìn)行掃描，故稱像方掃描，如圖2所示。會聚光束掃描器可以做得比較小，易于實(shí)現(xiàn)調(diào)整掃描。但這種掃描方式需要使用后截距長的聚光光學(xué)系統(tǒng)，而且由于在像方掃描，將導(dǎo)致像面的掃描散焦，所以對聚光系統(tǒng)有較高的要求。掃描視場不宜太大，像差修正比較困難，掃描角度受到限制。

圖2 會聚光束掃描

（2）常用的光機(jī)掃描器

①擺動平面鏡。如圖3（a）所示，擺動平面鏡在一定范圍內(nèi)周期性地?cái)[動，它既可用做平行光束掃描器，又可用做會聚光束掃描器。由于機(jī)構(gòu)有一定的慣性，平面鏡的擺動速度不能太高，而且在高速擺動的情況下，視場邊緣變得不穩(wěn)定，并且要求電機(jī)的驅(qū)動功率大，不能實(shí)現(xiàn)高速掃描。它的掃描效率高，掃描視場窄，圖像質(zhì)量不好。它在會聚光束掃描中會產(chǎn)生散焦現(xiàn)象。

②旋轉(zhuǎn)平面鏡。如圖3（b）所示，旋轉(zhuǎn)平面鏡可繞三個正交軸中任一軸旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到不同的掃描要求。掃描器結(jié)構(gòu)簡單，掃描視場寬，但掃描效率低，圖像質(zhì)量一股。

圖3 常用的光機(jī)掃描器

③旋轉(zhuǎn)反射棱鏡。如圖3（c）所示，旋轉(zhuǎn)反射棱鏡的反射鏡面繞鏡鼓中心軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動連續(xù)而平穩(wěn)，可以實(shí)現(xiàn)高速掃描，掃描效率較高（與面數(shù)有關(guān)），在會聚光束中會產(chǎn)生嚴(yán)重的像散，主要用于平行光束掃描。它的掃描視場寬，圖像質(zhì)量一般。

④旋轉(zhuǎn)折射棱鏡。如圖3（d）所示，多面折射棱鏡繞通過其質(zhì)心的軸線旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)折射棱鏡掃描器。旋轉(zhuǎn)折射棱鏡只用做會聚光束掃描器，焦點(diǎn)有軸向位移，產(chǎn)生明顯的各種像差，對光學(xué)系統(tǒng)消像差要求較高。但它的運(yùn)動平穩(wěn)而連續(xù)，掃描視場寬，尺寸小，可提高掃描速度。

⑤旋轉(zhuǎn)折射光楔。如圖3（e）所示，旋轉(zhuǎn)折射光楔掃描一般用在平行光束中，因?yàn)樵跁酃馐袝a(chǎn)生嚴(yán)重的像差。它是一種非常靈活的光機(jī)掃描器，通過改變兩個光楔的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速可得到許多不同的掃描圖形。

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