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《離軸反射式光學系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第33卷第1期光電工程Vol.33,N0.12006年1月Opto-ElectronicEngineeringJan,2006文章編號：1003-501X(2006)01-0034-04離軸反射式光學系統(tǒng)設計12伍和云，王培綱(1.安徽建筑工業(yè)學院數(shù)理系，安徽合肥230022；2.中國科學院上海技術物理研究所，上海200083)摘要：提出通過光瞳和視場離軸，實現(xiàn)無中心遮攔的離軸反射式光學系統(tǒng)設計方法。在同軸三反射光學系統(tǒng)基礎上，將光瞳和視場適當離軸，實現(xiàn)鏡間遮攔的消除。分主鏡或次鏡為系統(tǒng)孔徑光闌兩種情況，導出同軸三反射光學系統(tǒng)初級像差公式和初始結構參數(shù)計算公式。由三反射系統(tǒng)成像性質，進
2、一步總結無焦光路條件。根據(jù)設計理論計算離軸三反射系統(tǒng)初始結構，利用Zemax優(yōu)化得到無中心遮攔的離軸三反射空間觀測望遠鏡。入瞳320mm，視場(±0.3°)×(±0.6°)，焦距1800mm。關鍵詞：離軸系統(tǒng)設計；光學系統(tǒng)設計；反射式光學系統(tǒng)；非球面系數(shù)中圖分類號：TH702,TB851文獻標識碼：ADesignsofreflectiveoff-axissystem12WUHe-yun，WANGPei-gang(1.AnhuiInstituteofArchitecturalIndustry,Hefei230022,China；2.ShanghaiInstituteofTechnolog
3、icalPhysics,theCAS,Shanghai200083,China)Abstract：Adesignmethodforunobstructed,off-axis,reflectiveopticalsystemisproposed.Basedonthethree-mirroranastigmat(TMA),whenpupilandfieldofviewareoff-axisproperly,obstructingbetweenmirrorsisavoided.Inviewofaperturestopontheprimaryorsecondarymirror,theprimar
4、yaberrationformulaisdeductedrespectively.AccordingtotheimagecharacterofTMA,afocalopticalconditionsareacquiredfurther.UnobstructedspatialobservingtelescopewithexcellentperformanceisdesignedwiththehelpofZemax,whichhaveanentrancepupildiameterof320mm,FOVof(±0.3°)×(±0.6°)andeffectivefocallengthof1800
5、mm.Keywords：Off-axissystems;Opticalsystemdesign;Reflectiveopticalsystem;Asphericcoefficient引言空間對地觀測光學系統(tǒng)經(jīng)歷了從折射式到反射式，從同軸光學系統(tǒng)到離軸光學系統(tǒng)的發(fā)展階段。折射式光學系統(tǒng)由于受光學材料的限制，很難做到大口徑和輕量化設計，反射系統(tǒng)受材料限制較小，便于輕量化設計，完全沒有色差，系統(tǒng)透過率高。同軸反射系統(tǒng)視場小，中心遮攔的存在嚴重影響了成像的像質。離軸三反射系統(tǒng)不存在中心遮攔，而且可優(yōu)化變量多，提高光學系統(tǒng)視場大小的同時極大的改善了系統(tǒng)成[1]像質量。收稿日期：2005-02-2
6、8；收到修改稿日期：2005-06-19作者簡介：伍和云(1976-)，男(漢族)，安徽合肥市人，碩士生，主要研究工作是光學設計。E-mail:why760116@126.com王培綱(1944-),男(漢族)，山東日照市人,研究員，主要研究方向是空間光學。2006年1月伍和云等：離軸反射式光學系統(tǒng)設計351三反射消像差光學系統(tǒng)初始結構參數(shù)求解三反射光學系統(tǒng)光路如圖1，其主鏡M1、次鏡M2和第三反射鏡M3的二次非球222面系數(shù)分別為：e1、e2、e3，次鏡對主鏡h1的遮攔比α1、第三反射鏡對次鏡的遮攔比h3α2、次鏡放大率β1、三鏡放大率β2的定義h2l2′l如下，三反射系統(tǒng)的成像性質
7、由結構參數(shù)3[2]α1、α2、β1、β2決定。d1lhlh2233dα=≈,α=≈,21f'h2l'hd31122l2'u2l3'u3β==,β==12l2u2'l3u3'圖1同軸三反射系統(tǒng)結構圖對于一個焦距為f′的三反射系統(tǒng)，F(xiàn)ig.1Systematicstructureofthree-mirroranastigmat(TMA)物體位于無窮遠時，以y表示主光線與各鏡面交點的高度，則1)當光闌位于主鏡時y=0，y=α1?1，α2(α1?1)+
