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1、第38卷第3期红外与激光工程2009年6月Vol.38No.3InfraredandLaserEngineeringJun.2009成像光谱仪离轴三反望远系统的光学设计1,21李欢，向阳(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033；2.中国科学院研究生院，北京100039)摘要：视场宽、结构紧凑、体积小、质量轻是空间光学成像系统设计研究的热点。在共轴三反镜系统的几何光学成像理论基础上，从离轴三反望远系统的方案选择、初始结构计算、三级像差的校正及光学系统的优化4个方面，研究了成像光谱仪用宽视场、大相对孔径离轴三反
2、消像散望远系统的设计问题，设计出一个光谱范围1.0～2.5μm、焦距f′=300mm、相对孔径f′/4、视场角6.8°×0.1°的离轴三反望远系统，系统非球面最高次数为4次，总长约为f′/2，对于空间频率30lp/mm处，调制传递函数值均大于0.8。关键词：成像光谱仪；望远系统；光学设计；三反镜系统中图分类号：O439文献标识码：A文章编号：1007-2276(2009)03-0500-05Opticaldesignofoff蛳axisthree蛳mirrortelescopesystemsofimagingspectrometers1,21LIHuan
3、，XIANGYang(1.StateKeyLaboratoryofAppliedOptics,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China;2.GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China)Abstract:Designofopticalimagingsystemswithwidefieldofview,compactconf
4、iguration,smallvolumeandlightmassisoneofthestudyhotspotsinspaceoptics.Basedonthegeometricalopticalimagingtheoryofcoaxialthree蛳mirrorsystems,thedesignproblemofoff蛳axisthree蛳mirroranastigmatictelescopesystemswithwidefieldofviewandlargerelativeapertureandsuitableforimagingspectromet
5、erswasstudiedfromthefouraspectsofitsschemechoice,thecalculationofinitialconfiguration,thecorrectionofthird蛳orderaberrations,andtheoptimizationofopticalsystem.Thedesignedoff蛳axisthree蛳mirrorsystemhadaspectralregionfrom1.0to2.5μm,focallengthof300mm,relativeapertureoff′/4,fieldofvie
6、wangleof6.8°×0.1°,thehighestasphericcoefficientoffourthorder,overalllengthofhalfoffocallength.Anditsmodulationtransferfunctionvalueatspatialfrequencyof30lp/mmwasover0.8.Keywords:Imagingspectrometer;Telescopesystem;Opticaldesign;Three蛳mirrorsystem收稿日期：2008-08-05；修订日期：2008-10-20基金项
7、目：国家自然科学基金资助项目(60538020)作者简介：李欢（1979-），女，吉林长春人，博士生，主要从事成像光谱仪的光学设计研究。Email:cclhuan@126.com导师简介：向阳（1963-），男，吉林长春人，研究员，博士生导师，主要从事成像光谱遥感方面的研究。Email:xiangy@sklao.ac.cn第3期李欢等：成像光谱仪离轴三反望远系统的光学设计501由表1可知：只有方案3和5两种面形排列结构0引言合理。因为方案3对应的主镜为凹镜，所以，此种系统结构最紧凑。而凸镜做主镜的方案5可用于视场角较[1]成像光谱仪光学系统包括望远系统和
8、光谱仪光大的系统，例如反摄远系统。这里选方案3所对应的学系统两部分。对于高分辨率
