用于成像光谱仪的宽视场离轴三反望远镜设计.pdf

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1、第42卷第8期光子学报VoI．42NO．82013年8月ACTAPHOTONICASINICAAugust2013doi：10．3788／gzXb2O134208．0950用于成像光谱仪的宽视场离轴三反望远镜设计陈伟，薛闯(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033)摘要：大相对孔径宽视场成像光谱仪已成航天、航空遥感的迫切需求，要求其望远镜具有大相对孔径、宽视场和像方远心、成像质量高等特点．以同轴三反望远镜的几何成像理论为基础，研究了大相对孔径、宽视场远心离轴三反望远镜的光学设计问题，并且编制了初始结构计算程序．采用视场离轴方式设计了一个波段范围2001000nm，焦距210mm

2、，相对孔径1：2．5，线视场l4的远心离轴2-K．望远镜，主镜和三镜为6次非球面，次镜为二次曲面．点列图直径的均方根值小于16ttm，80的能量集q-在一个像元以内，在奈奎斯特空间频率22．2lp／mm处，调制传递函数大于0．75，畸变小于0．2，各项指标均满足应用要求．关键词：光学设计；望远镜；成像光谱仪；离轴三反消像散；空间分辨力中图分类号：0433．1；TN744．1文献标识码：A文章编号：1004—4213(2013)08—0950—6DesignofWideField--of-viewOff-axisThree。‘mirrorTelescopeforImagingSpectromet

3、erCHENWei，XUEChuang(ChangchunInstituteofOpticsFineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyt){Sciences，Changchun130033·China)Abstract：Spaceandairborneremotesensingurgentlyrequirelargerelativeapertureandwidefield—of—viewimagingspectrometer．Itstelescopemusthavelargerelativeaperture，widefieldofview，telecentri

4、cimagespace，andhighimagequality．Basedonthegeometricimagingtheoryofcommon—axisthree—mirrorsystems，thedesignproblemoflargerelativeaperture，widefield—of—view。te1ecentricoff—axisthree—mirroranastigmatic(TMA)telescopearestudied．Theprocedureforcalculatinginitialstructuralparameterisprogrammed．Bymeansoffie

5、ldofviewoff—axis，antelecentrieoff—axisthree—mirrortelescopesystemisdesigned．Thespectralrangeis200～1000nm．thefoca1lengthis210mm，therelativeapertureis1：2．5，andthefieldofviewis14。Theprimarymirrorandthirdmirroraresix-orderasphericsurfaces，andthesecondmirroris．aauadraticsurface．RMSdiameterofthespotdiagra

6、mislessthan16／,m，80oftheenclosedenergyisinapixel，theMTFismorethan0．75atNyquistspatialfrequency22．2lp／mm，thedistortionislessthan0．2，andeachspecificationsatisfytheapplicationrequirement．Keywords：Opticaldesign；Telescope；Imagingspectrometer；Offaxisthree—mirroranastigmatic；Spatialresolution望远镜在成像光谱仪中起着至关

7、重要的作用，它把0引言El标清晰地成像在入射狭缝上，并收集足够的能量成像光谱仪是图像和光谱合一的新型遥感仪保证成像光谱仪的信噪比要求．光谱仪把成像在器，在国土资源遥感、大气遥感、海洋遥感、对地侦查入射狭缝上的像进行色散，分波长成像在CCD探测等航天、航空遥感领域正在发挥着重要作用l】]．成器上，沿狭缝像的长度方向为空间维，沿狭缝像的宽像光谱仪光学系统由望远镜和光谱仪两部分组成，度方向为光谱维．目前