长焦距离轴三反射式光学系统设计 被引量：1

1

作者 王路 王春艳 鲍智康 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2012年第1期18-20,28,共4页

介绍了一种长焦距离轴三反射式光学系统的设计过程。在同轴三反射式光学系统基础上,将第一面镜设置成光阑,通过对其适当的离轴、倾斜,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计。给出了同轴系统初始结构的求解方程,分析了同轴系统存在的... 介绍了一种长焦距离轴三反射式光学系统的设计过程。在同轴三反射式光学系统基础上,将第一面镜设置成光阑,通过对其适当的离轴、倾斜,实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计。给出了同轴系统初始结构的求解方程,分析了同轴系统存在的问题。以一个长焦距离轴三反射式光学系统作为设计实例,通过镜面离轴、倾斜和优化,得到了成像质量良好的设计结果。 展开更多

关键词 离轴三反射式光学系统 长焦距 光阑 中心遮拦

在线阅读 下载PDF 职称材料

离轴三反射式光学系统设计 被引量：6

2

作者 赵亮 《光电技术应用》 2014年第4期1-4,29,共5页

在三反射镜光学系统的几何光学理论基础上,详细讨论了三反射式光学系统的设计方法,从初级像差理论出发推导出了三反射式系统初始结构的计算公式,并且得出了系统结构形式与其基本结构参数和焦距之间的关系。通过设计实例讨论了不同的三... 在三反射镜光学系统的几何光学理论基础上,详细讨论了三反射式光学系统的设计方法,从初级像差理论出发推导出了三反射式系统初始结构的计算公式,并且得出了系统结构形式与其基本结构参数和焦距之间的关系。通过设计实例讨论了不同的三反射式光学系统的特点及其应用。设计了大视场、小F数且实现衍射极限成像的光学系统,且能有效抑制杂散光。 展开更多

关键词 三反射光学系统 离轴 视场 光阑 像差

在线阅读 下载PDF 职称材料

自由曲面非制冷红外离轴三反光学系统设计

3

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

离轴三反射镜光学系统研究 被引量：39

5

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

双通道成像光谱仪共用离轴三反射光学系统的设计 被引量：11

6

作者 姚波 袁立银 +1 位作者 亓洪兴 舒嵘 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第7期419-424,共6页

提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像... 提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像仪大视场、宽谱段的要求,而且提高了系统的光学效率,使系统结构更加紧凑,双通道光谱仪均采用棱镜-全息透射光栅-棱镜分光组件分光,实现了宽光谱分光,提高了衍射效率,系统实现光谱范围覆盖450～2500nm,全视场达23.9°。 展开更多

关键词 光学系统设计 双通道成像光谱仪 离轴三反射 棱镜-全息透射光栅-棱镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

成像光谱仪的离轴反射式光学系统设计 被引量：9

7

作者 王美钦 王忠厚 白加光 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期167-172,共6页

高分辨率成像光谱仪要求光学系统在宽视场和宽波段范围内具有高的空间分辨率和光谱分辨率。根据同轴三反光学系统初级像差理论计算初始结构,并分别将孔径光阑置于主镜、次镜和三镜焦点,通过光阑和视场离轴,设计了无中心遮拦的离轴反射... 高分辨率成像光谱仪要求光学系统在宽视场和宽波段范围内具有高的空间分辨率和光谱分辨率。根据同轴三反光学系统初级像差理论计算初始结构,并分别将孔径光阑置于主镜、次镜和三镜焦点,通过光阑和视场离轴,设计了无中心遮拦的离轴反射式光学系统。其光谱范围为1.0～2.5μm,焦距f′=1 600 mm,相对孔径为1/5,视场角为6.86°×1.48°,满足成像光谱仪宽视场、大相对孔径离轴三反消象散光学系统的设计指标。 展开更多

关键词 离轴三反射镜 成像光谱仪 光学系统设计 非球面

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于高分辨率光谱仪的离轴三反射镜光学系统的设计 被引量：5

8

作者 王美钦 王忠厚 +2 位作者 白加光 胡炳樑 魏儒义 《光电技术应用》 2010年第1期29-32,共4页

面对空间遥感,尤其在目标特性的精细化识别中,要求成像光谱仪具有高灵敏度、高光谱分辨率与高能量通过力等优点.在同轴三反射光学系统的基础上,采用视场离轴方式,设计了一个三镜无遮拦全反射光学系统.次镜和光阑重合,无中间像,实现了高... 面对空间遥感,尤其在目标特性的精细化识别中,要求成像光谱仪具有高灵敏度、高光谱分辨率与高能量通过力等优点.在同轴三反射光学系统的基础上,采用视场离轴方式,设计了一个三镜无遮拦全反射光学系统.次镜和光阑重合,无中间像,实现了高分辨率、大视场、长焦距的要求.光学系统的基本参数为:焦距f′=1 600 mm,视场角为2w=18°×0.148°,相对孔径为1/10,3个反射面均为二次曲面.设计结果表明,成像质量接近衍射极限,用此方法设计的光学系统在航天遥感领域具有很好的应用前景. 展开更多

关键词 空间光学 离轴三反系统 光学设计 长焦距

在线阅读 下载PDF 职称材料

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

9

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

紧凑式离轴三反光学系统设计 被引量：1

10

作者 蒋成斌 陈智利 +2 位作者 王肖同 张媛 成姗姗 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期45-55,共11页

为解决地球遥感观测和星载激光雷达探测等领域对空间光学系统尺寸小型化、结构紧凑和高分辨率的要求,本文设计了一种基于Zernike自由曲面的紧凑式离轴三反系统,同时满足了长焦距、小畸变和宽工作波段的要求。该系统采用非对称、近圆形... 为解决地球遥感观测和星载激光雷达探测等领域对空间光学系统尺寸小型化、结构紧凑和高分辨率的要求,本文设计了一种基于Zernike自由曲面的紧凑式离轴三反系统,同时满足了长焦距、小畸变和宽工作波段的要求。该系统采用非对称、近圆形布局的离轴三反光学系统,并在第三反射镜采用了自由曲面的设计,通过在Zemax软件中设置适当的优化目标和方法,对光学系统进行设计优化。最终该系统有效焦距为800 mm,F数为4,视场角为12°×6°,畸变小于1%,工作波段覆盖可见光及近/中红外波段,在400 km轨道高度实现了1.5 m的地元分辨率(可见光)和2.5 m的地元分辨率(近红外),地面幅宽为80 km×40 km。并进行了系统像差、点列图、MTF等性能指标评估的分析与验证,结果表明该设计方案带来了高分辨率并提升了信息获取能力。 展开更多

关键词 离轴三反光学系统 空间光学 光学系统设计 紧凑式结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

致冷型二次成像离轴三反射镜光学系统设计 被引量：2

11

作者 姜晰文 崔庆丰 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2016年第2期1-4,共4页

研究并设计了一种适合于致冷成像的离轴三反射镜光学系统.设计了二次成像的反射系统结构,将冷光阑作为系统的孔径光阑,得到100%的冷光阑效率,第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置,有效地减小了第一反射镜的口径.通过调整... 研究并设计了一种适合于致冷成像的离轴三反射镜光学系统.设计了二次成像的反射系统结构,将冷光阑作为系统的孔径光阑,得到100%的冷光阑效率,第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置,有效地减小了第一反射镜的口径.通过调整每个反射镜的偏心与倾斜,实现系统的无遮拦,使用高次非球面校正像差,保证了系统的成像质量.设计的致冷型红外系统工作波段为3~5μm,焦距为500mm,F数为2,视场为10°×0.5°.该系统各视场的调制传递函数在奈奎斯特频率处（20lp/mm）都在0.5以上,并具有紧凑的结构. 展开更多

关键词 光学设计 红外光学系统 成像系统 离轴三反射镜 非球面

在线阅读 下载PDF 职称材料

主三镜一体化离轴三反光学系统设计 被引量：12

12

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种离轴使用的同轴三反射系统的设计和装调 被引量：7

13

作者 张祥翔 傅雨田 +1 位作者 韩昌佩 王成良 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期118-123,共6页

本文设计了一种视场角为3°的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系。通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调... 本文设计了一种视场角为3°的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系。通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调误差。事实证明,比普通离轴三反射系统的装调容易实现,精确度高。 展开更多

关键词 光学设计 空间相机 离轴 同轴三反射 调制传递函数 装调

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间相机离轴三反红外光学系统设计 被引量：12

14

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

离轴三反射镜系统研究 被引量：6

15

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种易于制造、较大视场离轴三反光学系统设计 被引量：7

16

作者 姚罡 黄颖 傅丹膺 《航天返回与遥感》 2010年第5期44-48,共5页

介绍了离轴三反光学系统初始结构的设计方法,并用该方法进行离轴三反光学系统设计。用ZEMAX软件设计了一个焦距为1 000mm,F数为10,垂直轨道方向视场为±4.0°,沿轨道方向为6.0°和6.5°的光学系统。结果表明,该光学系... 介绍了离轴三反光学系统初始结构的设计方法,并用该方法进行离轴三反光学系统设计。用ZEMAX软件设计了一个焦距为1 000mm,F数为10,垂直轨道方向视场为±4.0°,沿轨道方向为6.0°和6.5°的光学系统。结果表明,该光学系统在空间频率71线对/mm处,调制传递函数均大于0.4,且三镜为球面,具有易于制造装调等优点。 展开更多

关键词 反射式光学系统 离轴三反 像质 光学设计 空间遥感

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于海洋成像仪的离轴三反主光学系统设计 被引量：6

17

作者 郑国宪 许士文 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1030-1033,共4页

海洋成像仪光学系统要求在宽视场内具有高空间分辨率。该成像仪处于35800km高的静止轨道，在2．46°视场内地面分辨率需要达到250m，光谱覆盖范围为0．4～11．5μm，包括可见光近红外12个通道和远红外两个通道。介绍了满足这些要求... 海洋成像仪光学系统要求在宽视场内具有高空间分辨率。该成像仪处于35800km高的静止轨道，在2．46°视场内地面分辨率需要达到250m，光谱覆盖范围为0．4～11．5μm，包括可见光近红外12个通道和远红外两个通道。介绍了满足这些要求的离轴三反射镜主光学系统的设计及结果，像质达到了衍射极限。 展开更多

关键词 全反射系统 三反射系统 光学设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于自由曲面的离轴三反光学系统研制 被引量：4

18

作者 王合龙 陈建发 +1 位作者 黄浩阳 崔泽曜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期218-225,共8页

针对宽波段、大视场机载光学系统的设计需求,采用二次成像光路形式和XY多项式自由曲面,研制了一套基于640×512@24μm长波红外制冷型探测器的离轴三反光学系统。相比传统离轴三反光学系统,该系统解决了制冷型探测器冷光阑匹配问题... 针对宽波段、大视场机载光学系统的设计需求,采用二次成像光路形式和XY多项式自由曲面,研制了一套基于640×512@24μm长波红外制冷型探测器的离轴三反光学系统。相比传统离轴三反光学系统,该系统解决了制冷型探测器冷光阑匹配问题和子午视场较小的设计难点,具有宽波段、大视场、透过率高、体积紧凑、无中心遮拦、无热化等技术优点。光学系统焦距160 mm,工作波段8~12μm,F数2,视场5.5°×4.4°,主镜和次镜均为二次曲面,三镜为XY多项式自由曲面。光学系统波前测试结果表明,系统波像差全视场平均值0.067λ(λ=9.11μm),具有较好的成像质量。 展开更多

关键词 光学设计 离轴三反 自由曲面 红外光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

离轴三反成像光谱仪光学系统设计 被引量：4

19

作者 张庭成 廖志波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1863-1865,共3页

高质量的成像光谱仪光学系统必须具备大线视场、大相对口径、宽光谱成像、体积小、重量轻等优点,因此离轴全反射系统成为该领域的一个研究方向。介绍了一种基于赛德尔像差理论的大线视场、大相对口径离轴三反光学系统的设计方法。该方... 高质量的成像光谱仪光学系统必须具备大线视场、大相对口径、宽光谱成像、体积小、重量轻等优点,因此离轴全反射系统成为该领域的一个研究方向。介绍了一种基于赛德尔像差理论的大线视场、大相对口径离轴三反光学系统的设计方法。该方法通过对初级像差方程组进行约束优化,求得满足要求的初始结构参数,并在优化的过程中,不断地调整系统中各个镜子的偏心和倾斜,在保证成像质量地前提下,消除系统的遮拦。最后的设计结果表明了这种方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 成像光谱仪 赛德尔像差理论 离轴三反光学系统 结构参数 无遮拦

在线阅读 下载PDF 职称材料

非致冷离轴三反光学系统研究 被引量：3

20

作者 王博 唐博 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2014年第4期6-9,共4页

通过对非致冷离轴三反光学系统的结构和像差特性进行研究,在光学系统适当的位置引入了自由曲面,设计了焦距为300mm,F数为2,视场为12mm×16mm的非致冷离轴三反光学系统。该光学系统在空间频率为20lp/mm处调制传递函数值均大于0.45。... 通过对非致冷离轴三反光学系统的结构和像差特性进行研究,在光学系统适当的位置引入了自由曲面,设计了焦距为300mm,F数为2,视场为12mm×16mm的非致冷离轴三反光学系统。该光学系统在空间频率为20lp/mm处调制传递函数值均大于0.45。与以往的离轴三反光学系统相比,该系统主光线在系统内相交三次,实现了更加紧密的系统结构,减小遥感器的体积,提升成像质量。 展开更多

关键词 光学设计 离轴三反 自由曲面 红外系统

在线阅读 下载PDF 职称材料