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主三镜一体化离轴三反光学系统设计

孟庆宇 王维 纪振华 董吉洪 李威 王海萍

孟庆宇, 王维, 纪振华, 董吉洪, 李威, 王海萍. 主三镜一体化离轴三反光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 578-582.
引用本文: 孟庆宇, 王维, 纪振华, 董吉洪, 李威, 王海萍. 主三镜一体化离轴三反光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 578-582.
Meng Qingyu, Wang Wei, Ji Zhenhua, Dong Jihong, Li Wei, Wang Haiping. Design of off-axis three-mirror system based on integration of primary and tertiary mirrors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 578-582.
Citation: Meng Qingyu, Wang Wei, Ji Zhenhua, Dong Jihong, Li Wei, Wang Haiping. Design of off-axis three-mirror system based on integration of primary and tertiary mirrors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 578-582.

主三镜一体化离轴三反光学系统设计

基金项目: 

国家自然科学基金(60507003)

详细信息
    作者简介:

    孟庆宇(1986-),男,助理研究员,硕士,主要从事空间遥感器光学系统设计方面的研究。Email:mengqy@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: O439

Design of off-axis three-mirror system based on integration of primary and tertiary mirrors

  • 摘要: 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101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/55,最大波像差RMS值为/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。
  • [1] Sang B. The EnMAP hyperspectral imaging spectrometer: instrument concept, calibration and technologies [C]//SPIE, 2008, 7086: 350-365.
    [2]
    [3]
    [4] Meng Qingyu, Zhang Wei, Long Funian. Analysis on detection ability of space-based space target visible camera[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(8): 2079-2084. (in Chinese) 孟庆宇, 张伟, 龙夫年. 天基空间目标可见光相机探测能 力分析[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2079-2084.
    [5] Mill J D, O'Neil R R, Price S. Midcourse space experiment: introduction to the spacecraft, instruments, and scientific objectives [J] . Journal of Spacecraft and Rockets, 1994, 31(5): 900-907.
    [6]
    [7] Liu Xiaomei, Yang Xiang. Design of telecentric off-axis three-mirror system of imaging spectrometer with wide field- of-view[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(6): 0622004. (in Chinese) 刘晓梅, 向阳. 宽视场成像光谱仪前置远心离轴三反光学 系统设计[J]. 光学学报, 2011, 31(6): 0622004.
    [8]
    [9] Roland Geyl. Design and abrication of a three mirror flat field anastigmat for high resolution earth observation [C]// SPIE, 1994, 2210: 739.
    [10]
    [11] Takayuki Nakano, Yasuhisa Tamagawa. Configuration of an off-axis three-mirror system focused on compactness and brightness[J]. Applied Optics, 2005, 44(5): 776-783.
    [12]
    [13] Chang Jun, Weng Zhicheng, Jiang Huilin. Design on three- reflective-mirror syst em used in space [J]. Acta Optica Sinica, 2003, 23(2): 216-219. (in Chinese) 常军, 翁志成, 姜会林. 用于空间的三反射镜光学系统设 计[J]. 光学学报, 2003, 23(2): 216-219.
    [14]
    [15]
    [16] Xue Donglin, Zheng Ligong, Zhang Feng. Off-axis three- mirror system based on freeform mirror [J]. Optics and Precision Engineering, 2011, 19(12): 2813-2820. (in Chinese) 薛栋林,郑立功,张峰. 基于光学自由曲面的离轴三反光学 系统[J]. 光学精密工程, 2011, 19(12): 2813-2820.
    [17]
    [18] Barry Johnson R. Wide field of view three -mirror telescopes having a common optical axis [J]. Optical Engineering, 1988, 27, 1046.
    [19] Mei, Lidong, Geng Qixian, Li Zhuo. Optimization design for main supporting structure of the off-axis TMA Space Remote Sensor [C]//IEE Mechanic Automation and Control Engineering (MACE), 2010.
    [20]
    [21]
    [22] Liu Jianfeng, Long Funian, Zhang Wei. Study on computer- aided alignment method of off-axis three-mirror system[J]. Optical Technique, 2004, 30(5): 571-576. (in Chinese) 刘剑峰, 龙夫年, 张伟. 离轴三镜系统计算机辅助装调方 法研究[J]. 光学技术, 2004, 30(5): 571-576.
    [23]
    [24] David Lee, Andrew Born, Philip Parr-Burman, et al. Design of a compact wide field telescope for space situational awareness [C]//SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation. International Society for Optics and Photonics, 2012.
    [25]
    [26] Pan Junhua. The Design, Manufacture and Test of the Aspherical Optical Surfaces[M]. Suzhou: Soochow University Press, 2004: 130-141. (in Chinese) 潘君骅. 光学非球面设计加工与检验[M]. 苏州: 苏州大学 出版社, 2004: 130-141.
    [27]
    [28] Mahajan V N. Optical imaging and aberrations: Part 1. ray geometrical optics[C]//SPIE, 1998,36: 367-462.
    [29] Song Yanfeng, Shao Xiaopeng, Xu Jun. Off-axis three-mirror reflective optical system [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(4): 706-709. (in Chinese) 宋岩峰, 邵晓鹏, 徐军. 离轴三反射镜光学系统研究[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(4): 706-709.
  • [1] 张继艳, 孙丽婷, 秦腾.  长波红外鱼眼凝视光学系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220430-1-20220430-8. doi: 10.3788/IRLA20220430
    [2] 芮丛珊, 曾春梅, 冯志强, 夏成樑, 洪洋.  离轴反射式头戴显示光学系统的自由曲面设计方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20211119-1-20211119-11. doi: 10.3788/IRLA20211119
    [3] 徐大维, 韩星, 张晨钟, 董冰, 穆郁, 冀鹏州.  激光半主动光学系统设计与可视化检测 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210265-1-20210265-7. doi: 10.3788/IRLA20210265
    [4] 赵宇宸, 胡长虹, 吕恒毅, 孙铭, 李兆南.  紧凑型偏视场多光路耦合同轴四反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200197-1-20200197-9. doi: 10.3788/IRLA20200197
    [5] 曲锐, 杨建峰, 曹剑中, 刘博.  水下大视场连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200468-1-20200468-7. doi: 10.3788/IRLA20200468
    [6] 缪麟, 田博宇, 孙年春, 张彬.  基于量子遗传算法的自由曲面离轴反射光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210365-1-20210365-9. doi: 10.3788/IRLA20210365
    [7] 王帅, 夏嘉斌, 姚齐峰, 董明利, 祝连庆.  远程激光拉曼光谱探测系统前置光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418004-0418004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0418004
    [8] 赵宇宸, 何欣, 张凯, 刘强, 崔永鹏, 孟庆宇.  轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
    [9] 孟庆宇, 汪洪源, 王严, 纪振华, 王栋.  大线视场自由曲面离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018002-1018002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1018002
    [10] 王蕴琦, 刘伟奇, 张大亮, 孟祥翔, 康玉思, 魏忠伦.  基于传递矩阵的宽视场离轴三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
    [11] 李晓, 张瑞, 王志斌, 黄艳飞.  二维激光告警光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1806-1810.
    [12] 杨利伟, 李志来, 辛宏伟, 徐宏, 樊延超.  小型红外相机结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3025-3031.
    [13] 赵延, 邓键, 于德志, 马燕.  光学被动消热差的长波红外双视场光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1545-1548.
    [14] 郭永祥, 李永强, 廖志波, 王静怡.  新型离轴三反射光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 546-550.
    [15] 邹刚毅, 樊学武, 庞志海, 凤良杰, 任国瑞.  矢量波像差理论在无遮拦三反光学系统设计中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 569-573.
    [16] 赵坤, 李升辉.  双孔径红外变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2889-2893.
    [17] 庞志海, 樊学武, 邹刚毅, 赵惠.  新型大视场无遮拦三反光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2449-2452.
    [18] 程强, 薛栋林, 张学军.  相位差异的三反光学系统波前传感技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1601-1606.
    [19] 张庭成, 廖志波.  离轴三反成像光谱仪光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1863-1865.
    [20] 史广维, 张新, 张建萍, 何锋赟, 王灵杰.  几种失调反射光学系统的波像差特性 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 160-166.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-05
  • 修回日期:  2014-07-15
  • 刊出日期:  2015-02-25

主三镜一体化离轴三反光学系统设计

    作者简介:

    孟庆宇(1986-),男,助理研究员,硕士,主要从事空间遥感器光学系统设计方面的研究。Email:mengqy@ciomp.ac.cn

基金项目:

国家自然科学基金(60507003)

  • 中图分类号: O439

摘要: 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101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/55,最大波像差RMS值为/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。

English Abstract

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