共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计-论文.pdf

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1、第3O卷第4期应用光学Vo1．30No．42009年7月Journa】ofAppliedOpticsJu1．2009文章编号：1002—2082(2009)04—0542—05共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计李旭阳，马臻，李英才(1．中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安710119；2．中国科学院研究生院，北京1OOO39)摘要：共轴偏光瞳系统克服了共轴系统视场角有限，离轴系统加工和装配困难等缺点，能更好满足空间对地观测等领域的要求。由共轴三反系统求解共轴偏光瞳无遮拦三反射镜光学系统的初始结构参数，设计了焦距为3000mm，F数为10的共轴偏光瞳的三反射光学系统。设计结果

2、表明：该系统视场角达8。×0．8。，空间频率50lp／mm，调制传递函数值均大于0．55，接近衍射极限，满足系统对成像质量的要求。关键词：偏光瞳；长焦距；宽视场；光学系统设计中图分类号：O439；TH703文献标志码：AOpticaldesignofcoaxialeccentric—pupilthree-mirrorsystemwithwidefieldofviewLIXu—yang。MAZhen．LIYing—cai(1．XianInstituteofOpticsandPrecisionMachanicas，CAS，Xian710068，China；2．GraduateSchool

3、ofCAS，Beijing100039，China)Abstract：Thecoaxialeccentric—pupilsystemhastheadvantagesoflongfocallength，widefieldofviewandsmallvolume．Itovercomestheshortagesofthelimitedfieldangleofthecoaxialsystem，andthedifficultofmanufactureandassemblyoftheoff—axisreflectivesystem．Itmeetstherequirementofhigh～reso

4、lutionspace—to—earthobservation．Thedesignprocessofcoaxialeccentric—pupilthree—mirrorsystemisintroduced．Thecoaxialeccentric—pupilthree—mirrorsystemwithfocallengthof3000mmandFnumberof10wasdesigned．Theresultindicatesthatthefieldofviewofthesystemcanattainto8。×0．8。，andMTFishigherthan0．55at50lp／mm．Th

5、eimagequalityoftheopticalsystemapproachesthediffractionlimit，andcansatisfytherequirementofthesystem．Keywords：eccentric—pupil；longfocallength；widefieldofview；opticalsystemdesign引言孔径一般不会很大，因此地元分辨率所对应的特征在空间对地观测领域，邻近空间是一个亟待开频率并不高。同时相机在轨工作过程中，像质还要发的领域，无论在军事还是民用领域都有巨大的应受到各种因素影响而有所降低，因此光学系统的像用潜力。对地观测所

6、能达到的地元分辨率取决于相质要尽可能达到衍射极限口]。另一方面为了缩小相机的角分辨率，为了获取高的角分辨率，就要求光机的体积减轻质量，要求光学系统的长度和体积应学系统的焦距很长。但由于受到口径的限制，相对尽可能的小，结构尽可能简单。收稿日期：2009—02—10；修回日期：2009—03—28作者简介：李旭阳(1981一)，男，河南洛阳人，助理研究员，博士研究生，主要从事光学设计和光学检测等方面的研究。E—mail：lixuyang2004@126．com应用光学2009，30(4)李旭阳，等：共轴偏光瞳宽视场折轴三反射光学系统设计·543·因此，在光学设计中对于长焦距高分辨率成像式

7、中：为覆盖宽度；为半视场角。系统，若采用折射式，则存在结构尺寸大和二级光当系统的视场角2叫一。时，覆盖幅宽可以达到谱等问题；若采用折反式光学系统如施密特一卡塞4．2km。格林系统，存在体积质量大，口径受限等问题，应用受到一定的限制。反射式系统不产生色差，孔径可2光学系统形式比较以做得较大，宜于轻量化，在抗热性能方面有较强三反消像差系统(TMA)一般可以分为共轴三的优势，而且可以通过非球面来校正像差，使结构反射光学系统和离轴三反射光学系统。共轴三反射简单、像