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《離軸三反射式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第29卷第4期光電技術(shù)應(yīng)用Vo1．29．No．42014年8月ELECTRO．OPTICTECHN0LOGYAPPLICAT10NAugust，2014·光學(xué)設(shè)計(jì)·離軸三反射式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)趙亮(中國電子科技集團(tuán)公司光電研究院，天津300000)摘要：在三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)的幾何光學(xué)理論基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了三反射式光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，從初級像差理論出發(fā)推導(dǎo)出了三反射式系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式，并且得出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式與其基本結(jié)構(gòu)參數(shù)和焦距之間的關(guān)系。通過設(shè)計(jì)實(shí)例討論了不同的三反射式光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用。設(shè)計(jì)了大視場、小F數(shù)且實(shí)現(xiàn)衍射極限成像的光學(xué)系統(tǒng)，且能有效抑制雜散光。關(guān)鍵詞：三反射光學(xué)系統(tǒng)；離軸；視
2、場；光闌；像差中圖分類號：0435文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673．1255(2014)．04．0001．04DesignofOf-axisThree—reflectionOpticalSystemZHAOLiang(AcademyofOpto—Electronics，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporationOECETC)，Tianjin300000,China)Abstract：Basedonthegeometricalopticstheoryofthree—reflectionopticalsystem，thedesignmethodofthes
3、ystemisdiscussedindetail．Accordingtoprimaryaberrationtheory，acalculationformulaofthethree—reflectionsysteminitialstructureisdeduced．Andtherelationshipsamongsystemstructure，basicstructureparametersandfo—callengthareobtained．Thecharacteristicsandtheapplicationsofthree—reflectionopticalsystemsarediscus
4、sedthroughdesignexamples．Theopticalsystemwithwidefieldofview，smallFnumberanddiffractionlimitimagingisdesignedtosuppressstraylighteffectively．Keywords：three·reflectionopticalsystem；off-axis；fieldofview；aperture；aberation光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷了從折射式到反射式，從同軸光論，求取共軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作初始結(jié)構(gòu)。學(xué)系統(tǒng)到離軸光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展階段。從光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)通過光闌離軸或視場離軸，或者二者相
5、結(jié)合的方法量上考慮，折射系統(tǒng)采用的是實(shí)心鏡，其質(zhì)量最大，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中心無遮攔。在系統(tǒng)優(yōu)化過程中，利用高折反式系統(tǒng)次之，反射光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量最輕，且發(fā)展了次非球面來滿足系統(tǒng)多種性能的要求。多種大型反射鏡輕量化技術(shù)，可以進(jìn)一步減輕全反1．1離軸三反射式系統(tǒng)分類射光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量。反射光學(xué)系統(tǒng)采用的鏡坯材料普遍具有密度小、彈性模量大、熱膨脹系數(shù)低、熱傳1．1．1光闌離軸導(dǎo)系數(shù)高、微觀結(jié)構(gòu)均勻等特點(diǎn)，受溫度梯度變化的影響小，光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量控制相對折射系統(tǒng)容易。光闌置于主鏡上或之前，光闌離軸。如圖1所示。1離軸三反射式系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用光闌離軸的方法，雖然可以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得緊湊，但是在較大視場的情況下，成像質(zhì)量下降得
6、離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于高斯光學(xué)理收稿日期：2014—03—06作者簡介：趙亮(1983一)，男，吉林人，學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)楣怆姽こ?光電技術(shù)應(yīng)用第29卷很快。魯盧：?。?2：一11"2(3)2／Z2盧：=：一／Z3(4)式中，為次鏡對主鏡的遮攔比；：為三鏡對次鏡的遮攔比；盧，為次鏡放大率；：為三鏡放大率。1．3三反射式光學(xué)系統(tǒng)像差分析圖1光闌離軸1．3。1光闌位于主鏡1．1．2視場離軸對于一個(gè)焦距為-廠的三反射系統(tǒng)，物體位于無將光闌置于次鏡上，通過視場的傾斜來避免中窮遠(yuǎn)時(shí)，以表示主光線與各鏡面交點(diǎn)的高度，則當(dāng)心遮攔，光闌不離軸。光闌位于主鏡時(shí)，表達(dá)式如下視場離軸的三反射系統(tǒng)具有
7、更強(qiáng)的像差校正能：==力，視場大，成像質(zhì)量好，比較適合大視場和大相對口徑的要求。視場離軸效果圖如圖2所示。(5)1．3．2光闌位于次鏡當(dāng)光闌位于次鏡時(shí)，表達(dá)式如下1-Ol1y=o；y，=(6)代入三反射系統(tǒng)初級像差公式，得到三反射光學(xué)系統(tǒng)像差。光闌位于主鏡時(shí)，表達(dá)式如下s。=[(e一1)盧盧；一e：2]33(1+／3)]+圖2視場離軸e32(1+／3：)+(7)：1-2三反射式光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)OZ
