大视场离轴三反光学系统设计

发布时间：2021-11-03 08:18

　　与传统折射光学系统相比,离轴反射光学系统具有小体积、轻量化和无色差等特点,因此被广泛应用于望远镜系统和空间观测系统等领域。随着目前自由曲面的广泛应用,首先分析了离轴三反光学系统的初始结构参数确定方法,然后在系统的主反射镜设计中引入Zernike边缘矢高形式的自由曲面,最终设计了一款有效焦距为700 mm,视场角为10°,F/#为4.5,系统总长为597.58 mm的离轴三反光学系统。该系统在71.4 lp/mm处各视场的调制传递函数（MTF）值均大于0.28,畸变均小于0.1%,结果表明,该系统在有效视场内成像质量较好。该系统的设计方法对类似的离轴三反光学系统设计具有一定的参考价值。 

【文章来源】：光电技术应用. 2020,35(02)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

同轴三反光学系统的结构图及光路图

结合上述优化变量及相应的操作数，应用Zemax光学设计软件，不断反复优化，并在每次优化后，有针对性地对像差影响较大的光学面加大权重，进行优化，最终得到的优化设计后的离轴三反光学系统的光学结构参数和光路图见表2和图2。其中次反射镜的Zernike多项式系数项的系数值由表3给出。

调制传递函数MTF值越大，说明在该空间频率处的明暗锐度越大，越能被清晰分辨，由优化后的离轴三反光学系统的MTF曲线图（如图3所示）。在奈奎斯特频率71.4 lp/mm（由1 000 2a=1 000(2×7)计算得到）处时，全视场角的调制传递函数均大于0.28，表明该系统能够满足单个像素为7μm的CCD器件的成像要求；对于系统点列图的弥散斑的均方根半径（RMS）值应该小于CCD器件的单个像素尺寸，从优化后的离轴三反光学系统的点列图（如图4所示）。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3473354