基于主三鏡一體化寬光譜的離軸三反光學系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光學技術領域，設及一種離軸S反光學系統。
【背景技術】
[0002] 隨著空間對地觀測技術的不斷發展，離軸=反射鏡消像散光學系統正逐步取代傳 統的同軸光學系統遙感相機，在航空、航天領域得到了廣泛的應用。美國如ickBird衛星 搭載的偵查相機、印度測繪相機CART0SAT-1、德國環境衛星EnMAP上的超光譜成像儀、美國 空間目標監視衛星MSX搭載的可見光探測器SBV等均采用了離軸S反系統。
[0003] 離軸=反光學系統除了具有反射式光學系統的特點外，還具有可實現大視場、無 中屯、遮攔的優點，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裝調難度，實現離軸=反系統光機結構輕量化，將對空間 光學遙感器的設計具有重要意義。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的不足，降低離軸=反光學系統的裝調難度W及反射鏡的面型 加工難度，本發明提供了一種基于主=鏡一體化寬光譜的離軸=反光學系統，該離軸=反 光學系統具有大視場寬光譜的優點。
[0005] 本發明的目的是通過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，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] 本發明具有如下優點： 1、本發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， 在保證光學系統成像質量的同時也有利于降低整個系統的制造成本。
[0008] 2、本發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的裝 調難度，也對光機系統的輕量化具有重要意義。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發明所述基于主=鏡一體化寬光譜的離軸=反光學系統的工作原理圖； 圖2為本發明【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 發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋 在本發明的保護范圍中。
[OCm] 本發明設計了一個焦距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。
[0012] 如圖1所示，該光學系統包括主反射鏡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，其特征在于所述離軸三反光學 系統由主反射鏡、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，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，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，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，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，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，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，其特征在于 所述離軸三反光學系統的焦距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，所述離軸三反光學系統由主反射鏡、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，在保證光學系統成像質量的同時也有利于降低整個系統的制造成本。而且本發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的裝調難度，也對光機系統的輕量化具有重要意義。
【IPC分類】G02B17-06
【公開號】CN104865686
【申請號】CN201510264783
【發明人】翟金龍, 胡忠輝, 邱成波, 解放, 薛文慧, 陳婷, 任國燾
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月22日