基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學技術領域,設及一種離軸S反光學系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著空間對地觀測技術的不斷發(fā)展,離軸=反射鏡消像散光學系統(tǒng)正逐步取代傳 統(tǒng)的同軸光學系統(tǒng)遙感相機,在航空、航天領域得到了廣泛的應用。美國如ickBird衛(wèi)星 搭載的偵查相機、印度測繪相機CART0SAT-1、德國環(huán)境衛(wèi)星EnMAP上的超光譜成像儀、美國 空間目標監(jiān)視衛(wèi)星MSX搭載的可見光探測器SBV等均采用了離軸S反系統(tǒng)。
[0003] 離軸=反光學系統(tǒng)除了具有反射式光學系統(tǒng)的特點外,還具有可實現大視場、無 中屯、遮攔的優(yōu)點,但其裝調難度大、成本高,光機結構件體積質量大。若從基本理論著手,通 過光學設計的方法降低光學系統(tǒng)裝調難度,實現離軸=反系統(tǒng)光機結構輕量化,將對空間 光學遙感器的設計具有重要意義。
【發(fā)明內容】
[0004] 為了克服現有技術的不足,降低離軸=反光學系統(tǒng)的裝調難度W及反射鏡的面型 加工難度,本發(fā)明提供了一種基于主=鏡一體化寬光譜的離軸=反光學系統(tǒng),該離軸=反 光學系統(tǒng)具有大視場寬光譜的優(yōu)點。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過W下技術方案實現的: 一種基于主=鏡一體化寬光譜的離軸=反光學系統(tǒng),包括主反射鏡、次反射鏡、第=反 射鏡和孔徑光闊,所述次反射鏡位于主反射鏡的反射光路上,第=反射鏡位于次反射鏡的 反射光路上,主反射鏡與第=反射鏡一體化成型,孔徑光闊的位置與次反射鏡的位置重合, 目標區(qū)域內的光線依次經過主反射鏡、次反射鏡和第=反射鏡反射后成像于像面處。
[0006] 本發(fā)明中,所述主反射鏡與=反射鏡均為雙曲面,曲率半徑和非球面二次項系數 相同,但各含有不同的非球面高次項系數;次反射鏡為雙曲面,不含高次項系數。
[0007] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點: 1、本發(fā)明所使用的反射鏡均為二次曲面,該種面型的反射鏡的制造和檢測技術成熟, 在保證光學系統(tǒng)成像質量的同時也有利于降低整個系統(tǒng)的制造成本。
[0008] 2、本發(fā)明采用的主反射鏡和第=反射鏡為一體化設計,大大降低了光學系統(tǒng)的裝 調難度,也對光機系統(tǒng)的輕量化具有重要意義。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明所述基于主=鏡一體化寬光譜的離軸=反光學系統(tǒng)的工作原理圖; 圖2為本發(fā)明【具體實施方式】提供的基于主=鏡一體化的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明,但并不局限于此,凡是對本 發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍,均應涵蓋 在本發(fā)明的保護范圍中。
[OCm] 本發(fā)明設計了一個焦距1200mm、相對孔徑D/r=1/12、視場角(矩形視場); 10°xr、工作波段;0. 55ym-15ym的離軸S反光學系統(tǒng)。
[0012] 如圖1所示,該光學系統(tǒng)包括主反射鏡1、次反射鏡2、第=反射鏡3和孔徑光闊4, 次反射鏡2位于主反射鏡1的反射光路上,第=反射鏡3位于次反射鏡2的反射光路上,孔 徑光闊4與次反射鏡2的位置重合,主反射鏡1與第立反射鏡3 -體化成型。
[0013] 該光學系統(tǒng)的結構參數如表1所示。
[0014] 表 1
【主權項】
1. 一種基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于所述離軸三反光學 系統(tǒng)由主反射鏡、次反射鏡、第三反射鏡和孔徑光闌構成,所述次反射鏡位于主反射鏡的反 射光路上,第三反射鏡位于次反射鏡的反射光路上,孔徑光闌的位置與次反射鏡的位置重 合,目標區(qū)域內的光線依次經過主反射鏡、次反射鏡和第三反射鏡反射后成像于像面處。
2. 根據權利要求1所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于 所述主反射鏡與第三反射鏡一體化成型。
3. 根據權利要求1或2所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征 在于所述主反射鏡與第三反射鏡均為雙曲面,曲率半徑和非球面二次項系數相同,但各含 有不同的非球面高次項系數。
4. 根據權利要求3所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于 所述主反射鏡的曲率半徑:-1265. 044臟,間隔:-278. 039臟,非球面二次項系數:-10. 809, 非球面高次項階數:10階,離軸量:70mm。
5. 根據權利要求3所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特 征在于所述第三反射鏡的曲率半徑:-1265. 044臟,間隔:-970. 525mm,非球面二次項系 數:-10. 809,非球面高次項:10階,離軸量:-39臟。
6. 根據權利要求1所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于 所述次反射鏡為雙曲面,不含高次項系數。
7. 根據權利要求6所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于 所述次反射鏡的曲率半徑:-669. 173臟,間隔:278. 039臟,非球面二次項系數:-4. 470,離 軸量:10_。
8. 根據權利要求1所述的基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),其特征在于 所述離軸三反光學系統(tǒng)的焦距1200mm、相對孔徑D/T=l/12、視場角:10° XI。、工作波 段:0? 55 y m_15 y m〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統(tǒng),所述離軸三反光學系統(tǒng)由主反射鏡、次反射鏡、第三反射鏡和孔徑光闌構成,所述次反射鏡位于主反射鏡的反射光路上,第三反射鏡位于次反射鏡的反射光路上,孔徑光闌的位置與次反射鏡的位置重合,目標區(qū)域內的光線依次經過主反射鏡、次反射鏡和第三反射鏡反射后成像于像面處。本發(fā)明所使用的反射鏡均為二次曲面,這種面型的反射鏡的制造和檢測技術成熟,在保證光學系統(tǒng)成像質量的同時也有利于降低整個系統(tǒng)的制造成本。而且本發(fā)明采用的主反射鏡和第三反射鏡為一體化設計,大大降低了光學系統(tǒng)的裝調難度,也對光機系統(tǒng)的輕量化具有重要意義。
【IPC分類】G02B17-06
【公開號】CN104865686
【申請?zhí)枴緾N201510264783
【發(fā)明人】翟金龍, 胡忠輝, 邱成波, 解放, 薛文慧, 陳婷, 任國燾
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月22日