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自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统设计
1
作者 栗星 王斌 +2 位作者 李锦鹏 高荣 毛祥龙 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期101-109,共9页
基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设... 基于非制冷型800×600分辨率长波红外探测器,采用自由曲面形式设计了一种自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统。该系统的焦距为103 mm,F数为1.47,视场角为7.5°×5.6°,工作波段范围为8~12μm。采用XY多项式自由曲面设计的三片镜子进一步扩大了成像视场,解决了传统透射式红外光学系统视场角较小的问题。通过仿真计算确定了三片镜子的XY自由曲面面型,设计结果显示,在全视场范围内,该系统的光学传递函数在30 lp/mm处优于0.45,弥散斑直径小于一个像元尺寸,最大相对畸变小于3%,成像质量接近衍射极限。结果表明,该设计方案在提升红外光学系统的成像视场和成像质量方面具有明显的优势,对于无人机等空中目标的跟踪监视具有重要的意义。 展开更多
关键词 光学设计 自由曲面 离轴三反 非制冷红外 成像光学系统
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大口径离轴三反红外相机调焦次镜中心支撑结构设计和试验
2
作者 王成彬 胡亭亮 +1 位作者 丛海佳 袁海涛 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期178-186,共9页
离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现... 离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现难易度出发,提出以次镜为调焦对象的调焦方法。针对调焦次镜的特殊应用场景,为降低调焦机构负载、降低力学响应,提出一种以碳化硅为次镜材料,采用硅橡胶粘接、紧凑、轻质、低装配应力的次镜中心支撑的方案。建立了调焦次镜参数化模型和优化函数,完成了次镜结构的设计,仿真分析在重力作用下面形精度RMS最大为2.9 nm,20℃基准温度为±10℃,面形精度RMS为4.1 nm。完成次镜加工后,进行了次镜胶结、装配。装配前后,次镜面形精度未发生变化。经过次镜调焦机构组件的力学试验,次镜面形RMS变化0.001λ(λ=632 nm)。次镜保持了良好的面形精度,验证了大口径离轴三反调焦次镜设计方案的工程可行性和可靠性。 展开更多
关键词 结构设计 离轴三反光学系统 调焦机构 碳化硅 次镜中心支撑
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基于受控遗传算法的离轴三反光学系统设计 被引量：1
3
作者 王江涛 王虎 +3 位作者 马占鹏 薛要克 王星艳 连进 《光子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期68-80,共13页
针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴... 针对离轴三反光学系统初始结构少,大视场离轴像差优化过程复杂的问题,提出一种将传统光学设计与优化算法相结合的解决方案。通过对指标的参数分析确定结构选型,利用像差理论结合受控遗传算法计算同轴三反系统初始结构,再对系统进行离轴化并逐步扩大视场,引入自由曲面校正离轴系统产生的非对称像差,实现高质量大视场成像。以一款视场为30°×20°,焦距为110 mm,F数为2.2,工作波段在3~5μm的光学系统为例,设计结果表明光学传递函数MTF接近衍射极限,在奈奎斯特频率25 lp/mm处优于0.6,全视场最大均方根RMS光斑半径值约为6.3μm,最大畸变小于10%,验证了该方法在大视场离轴三反光学系统设计过程中的有效性,对于大视场离轴系统的设计具有一定参考意义。 展开更多
关键词 光学设计 离轴三反系统 受控遗传算法 自由曲面 大视场
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新型离轴三反射光学系统设计 被引量：13
4
作者 郭永祥 李永强 +1 位作者 廖志波 王静怡 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期546-550,共5页
对比反射系统中双反射系统和三反射系统各自的优缺点,提出一种新型的无遮拦两镜三反射光学系统。与现在常用的离轴三反射光学系统相比,该系统最大的优势是只用了两片非球面反射镜,减小了加工成本,降低了加工难度。分析了该种系统的具体... 对比反射系统中双反射系统和三反射系统各自的优缺点,提出一种新型的无遮拦两镜三反射光学系统。与现在常用的离轴三反射光学系统相比,该系统最大的优势是只用了两片非球面反射镜,减小了加工成本,降低了加工难度。分析了该种系统的具体设计步骤,设计了一个焦距为500mm、视场为1×0.1°、相对口径为F/5、系统筒长为125mm的光学系统,像元尺寸选取10。由系统MTF曲线和点列图可以看出,成像质量接近衍射极限,可以为目前航天相机光学系统设计提供参考。 展开更多
关键词 光学设计 反射系统 三反射 离轴三反
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主三镜一体化离轴三反光学系统设计 被引量：12
5
作者 孟庆宇 王维 +3 位作者 纪振华 董吉洪 李威 王海萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期578-582,共5页
离轴三反光学系统具有成像质量高、可实现大视场、无遮拦等优点,但其装调难度大,镜面支撑结构质量大。为解决这些问题,基于三级像差理论,研究一种主镜、三镜可集成一体化的大视场离轴三反光学系统,并以焦距为1 200 mm,F数为12,视场为10&... 离轴三反光学系统具有成像质量高、可实现大视场、无遮拦等优点,但其装调难度大,镜面支撑结构质量大。为解决这些问题,基于三级像差理论,研究一种主镜、三镜可集成一体化的大视场离轴三反光学系统,并以焦距为1 200 mm,F数为12,视场为10°×1°的光学系统为例进行了验证设计。结果表明:调制传递函数接近衍射极限,视场内平均波像差RMS值为λ/55,最大波像差RMS值为λ/22。设计结果显示,光学系统装调自由度由12个减少到6个,可使光机系统可得到简化,实现了主三镜一体化设计。 展开更多
关键词 光学设计 离轴三反光学系统 像差理论 一体化设计
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离轴三反射镜光学系统研究 被引量：39
6
作者 宋岩峰 邵晓鹏 徐军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期706-709,共4页
离轴三反镜光学系统具有高分辨率、大视场、质量轻、小体积等优点,能够满足空间对地遥感、红外系统多波段探测以及空间探测系统等的要求,使其光学系统具备高分辨率、小型化、轻量化等特点,成为研究的热点。以离轴三反射镜光学系统设计... 离轴三反镜光学系统具有高分辨率、大视场、质量轻、小体积等优点,能够满足空间对地遥感、红外系统多波段探测以及空间探测系统等的要求,使其光学系统具备高分辨率、小型化、轻量化等特点,成为研究的热点。以离轴三反射镜光学系统设计方法为基础,重点分析并讨论了三反射镜系统初始结构参量的确定方法。主要对传统的初始结构参量确定方法进行了分析,讨论了三种不同结构类型情况下系统各几何参量的求解范围,有利于系统根据实际需要合理选择结构参量。比较了两种初始结构设计方法的优缺点,指出了各自的适用情况。最后依据理论研究进行了实例设计,从像质的评定结果可以看出,系统成像质量接近衍射极限。 展开更多
关键词 光学设计 全反射光学系统 离轴三反射镜光学系统
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宽视场长焦距离轴三反射镜光学系统的设计 被引量：11
7
作者 陈浩锋 李英才 +1 位作者 樊超 易红伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B06期142-145,共4页
分析了离轴三反射镜系统成像特性.根据共轴三反射镜光学系统像差理论,确定结构参数的基本计算公式.设计了长焦宽视场的离轴三反射镜光学系统,分析了系统结构参量对像差的影响.结果表明,该系统视角较大,地面复益范围较宽,成像质量接近衍... 分析了离轴三反射镜系统成像特性.根据共轴三反射镜光学系统像差理论,确定结构参数的基本计算公式.设计了长焦宽视场的离轴三反射镜光学系统,分析了系统结构参量对像差的影响.结果表明,该系统视角较大,地面复益范围较宽,成像质量接近衍射极限. 展开更多
关键词 光学设计 三反射式光学系统 离轴 像质
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利用Zernike系数对离轴三反射系统进行计算机辅助装调 被引量：44
8
作者 巩盾 田铁印 王红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1754-1759,共6页
针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Sei... 针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Seidel像差系数之间的相关性将之转化为几何像差作为校正对象。由光学设计软件求得与系统失调量相关的灵敏度矩阵,并确定对残余像差影响最敏感的失调量。当失调量被确定后,将调整后的结果再次代入光学设计软件进行验证。多次迭代后,得到系统的RMS值<0.04λ的良好结果,证明了这种指导装调的方法是行之有效的。 展开更多
关键词 离轴三反系统 计算机辅助装调 干涉检验 灵敏度矩阵
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紧凑型自由曲面离轴三反系统设计 被引量：7
9
作者 李元 李艳 +4 位作者 何玉兰 宫经珠 王楠茜 强华 康文莉 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期780-784,共5页
针对小型化反射式光学系统的设计要求,采用新型的离轴三反光路形式和自由曲面,实现了F#为1.8,对角线视场角7.5°的紧凑型自由曲面离轴三反系统,光线在系统内多次重叠,系统波像差全视场平均值为0.017λ(λ=10μm)。相比非球面离轴三... 针对小型化反射式光学系统的设计要求,采用新型的离轴三反光路形式和自由曲面,实现了F#为1.8,对角线视场角7.5°的紧凑型自由曲面离轴三反系统,光线在系统内多次重叠,系统波像差全视场平均值为0.017λ(λ=10μm)。相比非球面离轴三反系统,该系统具有体积小、透过率高、大视场、无中心遮拦、多波段成像等优点。 展开更多
关键词 光学设计 自由曲面 波像差 离轴三反系统
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离轴三反消像散多光谱相机调焦系统设计 被引量：14
10
作者 吕世良 刘金国 +1 位作者 贾平 徐东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2154-2160,共7页
空间环境的恶劣经常导致航天相机的成像平面偏离焦平面产生离焦,从而影响遥感成像质量。本文针对某航天离轴三反消像散多光谱相机设计了一种调焦系统对成像平面的离焦进行有效补偿。首先,分析了相机的离轴三反消像散光学系统和CCD焦平... 空间环境的恶劣经常导致航天相机的成像平面偏离焦平面产生离焦,从而影响遥感成像质量。本文针对某航天离轴三反消像散多光谱相机设计了一种调焦系统对成像平面的离焦进行有效补偿。首先,分析了相机的离轴三反消像散光学系统和CCD焦平面的特点,确定调焦方式并阐述调焦系统工作原理。然后,介绍了调焦系统构成以及调焦控制器环境适应性、步进电机力矩选择、调焦传动机构的设计参数和位置编码器,推导出了调焦精度与调焦机构参数及编码器分辨率的关系,分析了调焦系统所能达到的调焦精度。最后,通过调焦系统测试了调焦行程内CCD焦平面直线位置与编码器码值的对应曲线。对闭环控制方式测试数据的计算分析显示,闭环调焦精度在3σ情况下为±3.11μm,满足相机调焦控制精度±10μm的要求。 展开更多
关键词 离轴三反相机 多光谱相机 消像散 CCD焦平面 调焦系统 调焦精度 闭环控制
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Zemax软件在离轴三反射镜系统计算机辅助装调中的应用 被引量：30
11
作者 杨晓飞 张晓辉 韩昌元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第3期270-274,共5页
利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助... 利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助装调软件中,计算出光学系统的失调量,与引入的失调量对比,证明了其正确性。在实际的装调过程中,用小型球面干涉仪分别收集3个视场的干涉图,得到失调光学系统的失调量,用Zemax软件验证失调量数据的正确性,从而指导装调。按此方法,在波长λ=632.8nm时,得到离轴三反射镜光学系统的全视场波像差RMS值为0.108λ。该方法也可以运用到其他光学系统中。 展开更多
关键词 离轴三反射镜光学系统 计算机辅助装调 Zemax软件
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基于光学自由曲面的离轴三反光学系统 被引量：32
12
作者 薛栋林 郑立功 张峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2813-2820,共8页
为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次... 为了研制长焦距大视场离轴三反空间光学系统,描述了自由曲面光学数理模型,设计了基于自由曲面的离轴三反光学系统。针对焦距为4 500mm,成像视场角为11°,系统总长与焦距的比值为1/3的光学系统,对比分析了传统离轴三反光学系统和次镜为自由曲面的离轴三反光学系统的关键性能。在提出的光学系统中次镜采用自由曲面设计,提升了光学系统的像差平衡能力;最终选用相对孔径为1/9.5的设计方案,使光学系统全视场平均波像差优于0.030λ(λ=632.8nm),平均传递函数优于0.434(71.4lp/mm),接近衍射极限;在同等条件下系统设计传递函数比传统离轴三反系统提高5%以上。优化设计后光学系统自由曲面次镜与理论球面偏差为1.1λ,采用定制的标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法可完成面形实时高精度检测,解决了大口径凸自由曲面检测的难题。结果表明,采用基于自由曲面次镜的空间光学系统,具有体积小、技术可实现性强、波像差和传递函数等关键性能优越等优点。 展开更多
关键词 光学设计 长焦距大视场光学遥感器 离轴三反光学系统 自由曲面反射镜
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长焦距离轴三反光学系统杂散光的抑制 被引量：14
13
作者 李晓平 沙晟春 胡亭亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2603-2608,共6页
对有中间像的长焦距离轴三反系统的杂散光特性进行了模拟分析,并提出了相应的杂散光抑制方法。通过正追和倒追的分析方式,确定系统杂散光的主要来源,找到系统的重要面;根据分析结果,提出了杂散光抑制措施,用系统重要面的变化定性评价杂... 对有中间像的长焦距离轴三反系统的杂散光特性进行了模拟分析,并提出了相应的杂散光抑制方法。通过正追和倒追的分析方式,确定系统杂散光的主要来源,找到系统的重要面;根据分析结果,提出了杂散光抑制措施,用系统重要面的变化定性评价杂散光的抑制效果。分析结果表明,采用抑制措施后很好地抑制了系统的一次散射杂散光。用点源透过率(PST)定量评价光学系统的消杂散光能力,分别计算东西、南北方向离轴角为±40°的PST值,并结合光机系统的应用环境对系统的杂散光抑制能力进行了定量分析。 展开更多
关键词 长焦距光学系统 中间像 离轴三反光学系统 杂散光 点源透过率
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离轴三反系统计算机辅助装调 被引量：15
14
作者 王彬 伍凡 叶玉堂 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期243-249,共7页
为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学... 为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学模型直接计算出调整量的大小及方向。采用该方法对一离轴三反系统进行实际装调,将调整量从11个减少到7个,利用波前传感器被动式检测方法对离轴三反系统0及±1视场像质进行检测,通过一次计算调整快速使该系统全视场波像差从RMS≤0.32λ减少至RMS≤0.067λ(λ=632.8 nm),结果表明该装调方法简单、有效。 展开更多
关键词 计算机辅助装调 离轴三反系统 失调特性 ZERNIKE多项式
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离轴三反光纤阵列激光三维成像发射系统 被引量：9
15
作者 侯佳 何志平 舒嵘 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期117-121,共5页
离轴三反光纤阵列激光三维成像发射系统中,大功率激光器发出的激光经阵列光纤分束,由光纤的芯径和单元发散角计算离轴三反光学系统的焦距,由光纤的数值孔径确定系统的入瞳直径范围,光纤阵列的长度决定了光学系统的发射总视场。离轴三反... 离轴三反光纤阵列激光三维成像发射系统中,大功率激光器发出的激光经阵列光纤分束,由光纤的芯径和单元发散角计算离轴三反光学系统的焦距,由光纤的数值孔径确定系统的入瞳直径范围,光纤阵列的长度决定了光学系统的发射总视场。离轴三反光学系统采用正向设计、反向使用的思路,将光纤阵列置于离轴三反光学系统焦面位置,反向追迹光线,可以得到光纤阵列上各元激光经光学系统后的高斯光束发散角大小和相邻元之间的角度关系。文中的设计实例实现了51元激光,每一元以20μrad的较小发散角出射,实例表明,该发射系统能实现多元激光微弧度量级的发散角出射,在目标面上形成间隔均匀、圆对称性良好的足印光斑。该发射系统在设计的发射总视场内,理论上不存在波束数的限制,这是区别于其他发射系统的另一优势。 展开更多
关键词 激光三维成像 准直系统 离轴三反 光纤阵列
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空间激光主动探测离轴三反系统的猫眼效应 被引量：5
16
作者 陆君 王挺峰 +3 位作者 李远洋 王锐 孙涛 郭劲 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1948-1956,共9页
采用光线追迹法,分析了空间环境下离轴三反结构系统的猫眼效应。给出了离轴三反系统的像面倾斜、视场和离焦对猫眼回波效率和发散角的影响,证明了离轴三反系统像面倾斜量是决定能否发生猫眼效应的主要因素。提出利用阈值法实现激光主动... 采用光线追迹法,分析了空间环境下离轴三反结构系统的猫眼效应。给出了离轴三反系统的像面倾斜、视场和离焦对猫眼回波效率和发散角的影响,证明了离轴三反系统像面倾斜量是决定能否发生猫眼效应的主要因素。提出利用阈值法实现激光主动探测猫眼信号的基本原理,并结合高阶余弦漫反射模型,分析了目标漫反射信号对猫眼信号检测的影响。估算了20km到120km探测距离下,理论上所需不同光束质量激光的最小脉冲能量。仿真表明,当发射光束的全角发散角为0.3mrad时,50km和120km探测距离下所需的最小激光脉冲能量分别为0.7mJ和3.1mJ。最后,通过原理实验,验证了空间激光主动探测法探测目标'猫眼'效应的可行性。 展开更多
关键词 激光主动探测 猫眼效应 离轴三反系统 回波特性 光线追迹
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空间相机离轴三反红外光学系统设计 被引量：12
17
作者 梁宝雯 吴晗平 王华泽 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第4期217-222,共6页
针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计... 针对空间光学系统长焦距、大视场、小型化、轻量化、大相对孔径、高成像质量的特点和发展趋势,通过对非球面反射式光学系统设计模型及其理论参数的研究分析,在共轴三反射式光学系统的基础上,提出了一种离轴三反射式红外光学系统的设计方法。利用ZEMAX求解并优化,设计一个焦距f=1000 mm,视场角为4,D/f=1/4的反射式离轴光学系统。使该系统在50 lp/mm空间频率处传函达到0.3以上,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在10 m以内,满足空间照相机的需要。该系统克服了共轴三反存在中心遮挡的问题,提高了系统的像质。 展开更多
关键词 空间相机 红外光学 离轴三反系统 像质 光学系统设计
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离轴三反系统的无应力装调 被引量：7
18
作者 梅贵 翟岩 +1 位作者 曲贺盟 浦前帅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3414-3421,共8页
为了解决离轴三反光学系统装调过程中由于连接、紧固、温度变化等产生的应力导致反射镜面形和系统像质恶化的问题,提出了无应力结构设计和装调方法。采用内外框结合的方法设计反射镜组件,同时设置柔性变形环节,增加应力源与镜面间传递... 为了解决离轴三反光学系统装调过程中由于连接、紧固、温度变化等产生的应力导致反射镜面形和系统像质恶化的问题,提出了无应力结构设计和装调方法。采用内外框结合的方法设计反射镜组件,同时设置柔性变形环节,增加应力源与镜面间传递距离来削弱应力对反射镜面形的影响。系统框架采用非固定的定位方式,使用3个高精度钢球和相应的锥形孔、V型槽和平面底座约束框架的六自由度,通过两个基准立方镜和莱卡经纬仪监视框架的微位移,数显千分表监视反射镜六维调整架的移动和复位。经初装调和计算机辅助精装调后,系统全视场平均波像差均方根(RMS)值达到0.068λ;修垫、连接后为0.070λ,在奈奎斯特频率处的全视场平均调制传递函数(MTF)为0.720,均满足设计指标,得到的结果证明了装调方法的可行性。 展开更多
关键词 离轴三反系统 无应力装调 计算机辅助装调 波像差
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离轴三反射镜系统研究 被引量：6
19
作者 郭永洪 沈忙作 陆祖康 《光电工程》 CAS CSCD 1999年第S1期45-48,共4页
介绍了离轴三反射系统的两种基本离轴形式，一种是光闹离轴的有中间象面的系统，另一种是视场离轴的没有中间象面的类似于库克三片镜的系统。分析讨论了两种系统的优缺点．
关键词 三反射镜系统 离轴系统 光学设计
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基于自由曲面的紧凑型离轴三反无焦系统设计 被引量：5
20
作者 闫钧华 胡子佳 +3 位作者 朱德燕 陈阳 张寅 俞立谦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期289-299,共11页
为了满足空间光学系统结构紧凑、尺寸小型化和高分辨率的要求,提出了一种紧凑型离轴三反无焦系统初始结构的设计方法,应用Zernike多项式自由曲面对初始结构进行优化,分别完成了红外波段φ600 mm包络、入瞳口径为350 mm、压缩比为7倍的... 为了满足空间光学系统结构紧凑、尺寸小型化和高分辨率的要求,提出了一种紧凑型离轴三反无焦系统初始结构的设计方法,应用Zernike多项式自由曲面对初始结构进行优化,分别完成了红外波段φ600 mm包络、入瞳口径为350 mm、压缩比为7倍的光阑离轴和视场离轴三反无焦光学系统的设计。设计结果表明两种光学系统各视场波像差均小于0.1λ(λ=3.7μm)。公差分析表明光阑离轴三反无焦系统波像差小于0.08λ的概率达到90%以上,视场离轴三反无焦系统波像差小于0.07λ的概率达到90%以上,说明了设计的有效性。同时将光阑离轴和视场离轴两种方式的光学系统进行对比,视场离轴三反无焦系统可以使结构更紧凑,波像差更小,分辨率更高。本文提出的无焦系统初始结构的设计方法满足结构紧凑、高分辨率的实际应用需求。 展开更多
关键词 光学设计 无焦系统 离轴三反 自由曲面 公差分析
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