與傳統(tǒng)折射光學(xué)系統(tǒng)相比,離軸反射光學(xué)系統(tǒng)具有小體積、輕量化和無(wú)色差等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和空間觀測(cè)系統(tǒng)等領(lǐng)域。隨著目前自由曲面的廣泛應(yīng)用,首先分析了離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法,然后在系統(tǒng)的主反射鏡設(shè)計(jì)中引入Zernike邊緣矢高形式的自由曲面,最終設(shè)計(jì)了一款有效焦距為700 mm,視場(chǎng)角為10°,F/#為4.5,系統(tǒng)總長(zhǎng)為597.58 mm的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在71.4 lp/mm處各視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）值均大于0.28,畸變均小于0.1%,結(jié)果表明,該系統(tǒng)在有效視場(chǎng)內(nèi)成像質(zhì)量較好。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)類似的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。 

【文章來(lái)源】：光電技術(shù)應(yīng)用. 2020,35(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

同軸三反光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及光路圖

結(jié)合上述優(yōu)化變量及相應(yīng)的操作數(shù)，應(yīng)用Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，不斷反復(fù)優(yōu)化，并在每次優(yōu)化后，有針對(duì)性地對(duì)像差影響較大的光學(xué)面加大權(quán)重，進(jìn)行優(yōu)化，最終得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)后的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)和光路圖見(jiàn)表2和圖2。其中次反射鏡的Zernike多項(xiàng)式系數(shù)項(xiàng)的系數(shù)值由表3給出。

調(diào)制傳遞函數(shù)MTF值越大，說(shuō)明在該空間頻率處的明暗銳度越大，越能被清晰分辨，由優(yōu)化后的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的MTF曲線圖（如圖3所示）。在奈奎斯特頻率71.4 lp/mm（由1 000 2a=1 000(2×7)計(jì)算得到）處時(shí)，全視場(chǎng)角的調(diào)制傳遞函數(shù)均大于0.28，表明該系統(tǒng)能夠滿足單個(gè)像素為7μm的CCD器件的成像要求；對(duì)于系統(tǒng)點(diǎn)列圖的彌散斑的均方根半徑（RMS）值應(yīng)該小于CCD器件的單個(gè)像素尺寸，從優(yōu)化后的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)列圖（如圖4所示）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大視場(chǎng)大相對(duì)孔徑斜軸離軸三反望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 劉強(qiáng),王欣,黃庚華,舒嶸.  光子學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]離軸三反同時(shí)偏振成像儀光機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 凌明椿,宋茂新,洪津,孫曉兵,陶菲.  紅外與激光工程. 2019(05)
[3]輕小型大視場(chǎng)自由曲面離軸光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 趙宇宸,何欣,張凱,劉強(qiáng),崔永鵬,孟慶宇.  紅外與激光工程. 2018(12)
[4]高分辨率空間遙感衛(wèi)星的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 黃曉園,黃銘燁,陳冠亮,楊俊燁,王紅成.  光學(xué)與光電技術(shù). 2018(04)
[5]大視場(chǎng)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅秦,張冬冬,鈕新華.  紅外. 2017(08)
[6]自由曲面在離軸光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 周鑫,肖錫晟,孫勝利.  紅外. 2017(03)
[7]基于Wassermann-Wolf方程的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 徐奉剛,黃瑋,徐明飛.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[8]離軸反射光學(xué)系統(tǒng)像差特性研究[J]. 龐志海,樊學(xué)武,任國(guó)瑞,丁蛟騰,許亮,鳳良杰.  紅外與激光工程. 2016(06)
[9]大視場(chǎng)、長(zhǎng)焦距離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張亮,安源,金光.  紅外與激光工程. 2007(02)

碩士論文
[1]長(zhǎng)焦距三反射式望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)研究[D]. 劉琳.蘇州大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3473354