新型离轴三反射光学系统设计

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

1.
北京空间机电研究所,北京 100076

详细信息

作者简介:
郭永祥（1985- ），男，工程师，硕士，主要从事光学测试、光学设计及辐射定标方面的研究。Email：gyxllr605@163.com

中图分类号: TB133

Novel design of off-axis three reflective optical system

1.
Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity,Beijing 100076,China

摘要: 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500 mm、视场为10.1、相对口径为F/5、系统筒长为125 mm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。
- 光学设计 /
- 反射系统 /
- 三反射 /
- 离轴三反
Abstract: By comparing the advantages and disadvantages of two-mirror and three-mirror reflective systems,a novel unobscured two-mirror three reflective optical system was presented. In contrast with other off-axe three- reflective optical systems, the greatest advantage of this system was that it only utilized two aspherical reflectors,which saved the cost,reduced the difficulty of process. The design steps of this system were analyzed in detail. And a optical system was designed with its focus length, field of view, relative aperture, and system length are 500 mm, 10.1, F/5,125 mm respectively. Pixel size of the system was 10. Its MTF curve and spot diagram show the imaging quality approximates its diffraction limit. This approach can provide reference for the optical system design of present aerospace cameras.
- optical design /
- reflective system /
- three-mirror /
- off-axis three-mirror

[1]	Zheng Zhenrong, Sun Xutao, Gu Peifu, et al. Design of objective lens with reflective spherical fresnel zone plate[J]. Acta Optica Sinica, 2006, 26(10): 1483-1487. (in Chinese)
[2]
[3]
[4]	Chen Haofeng, Li Yingcai, Fan Chao, et al. Design of off-axial three-mirror reflective optical system with large field-of-view and long focal length[J]. Acta Photonica Sinica, 2007, 36(S1): 142-145. (in Chinese)
[5]
[6]	Zhang Liang, An Yuan, Jin Guang. Optical design of the uncoaxial three-mirror system with wide field of view and long focal length[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(2): 278-280. (in Chinese)
[7]
[8]	Liu Lin, Xue Mingqiu, Shen Weimin. Approach to increase the image performance of the uncoaxial three-mirror reflective system[J]. Optical Technique, 2002, 28(2): 181-184. (in Chinese)
[9]
[10]	Zhang Xiangxiang, Fu Yutian, Han Changpei, et al. Design and adjustment of the coaxial three-mirror optical system used in field bias[J]. Opto-Electronic Engineering, 2007, 34(12): 118-123. (in Chinese)
[11]	Chang Jun, Weng Zhicheng, Jiang Huiling, et al. Design on three-reflective-mirror system used in space[J]. Acta Optica Sinica, 2003, 23(2): 216-219. (in Chinese)
[12]
[13]
[14]	Li Huan, Xiang Yang. Optical design of off-axis three-mirror telescope systems of imaging spectrometers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(3): 500-504. (in Chinese)
[15]	Huang Lei, Hu Wenwen, Yang Zhiwen. Optical design of wide bands and long focal length collimating lens[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(S): 125-127. (in Chinese)

[1]	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
[2]	张鹏泉, 陈佳琪, 史屹君. 离轴三反光学系统中反射膜的研制 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210900-1-20210900-5. doi: 10.3788/IRLA20210900
[3]	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
[4]	王晓艳, 徐高魁. 高隔离度激光通信终端光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200521-1-20200521-5. doi: 10.3788/IRLA20200521
[5]	常凌颖, 张强, 邱跃洪, 张荣. 宽光谱实入瞳远心中继光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210091-1-20210091-7. doi: 10.3788/IRLA20210091
[6]	陈丽, 刘莉, 赵知诚, 李瀛搏, 傅丹鹰, 沈为民. 长焦距同轴四反射镜光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 118002-0118002(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0118002
[7]	凌明椿, 宋茂新, 洪津, 孙晓兵, 陶菲. 离轴三反同时偏振成像仪光机设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518001-0518001(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0518001
[8]	姜晰文, 贾学志, 丛杉珊. 自由曲面在制冷型离轴三反光学系统的应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 918004-0918004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0918004
[9]	刘军, 黄玮. 反射式自由曲面头盔显示器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018001-1018001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1018001
[10]	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
[11]	李永昌, 金龙旭, 武奕楠, 王文华, 吕增明, 韩双丽. 离轴三反大视场空间相机像移速度场模型 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 513001-0513001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0513001
[12]	侯佳, 何志平, 舒嵘. 离轴三反光纤阵列激光三维成像发射系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 406001-0406001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0406001
[13]	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
[14]	费凯, 张璐, 朱飞虎, 张旭, 屠大维. 融合LIDAR 的激光同步扫描三角测量系统的设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2358-2363.
[15]	李宏壮, 赵勇志, 马鑫雪, 于树海, 殷丽梅. 大口径折反式三组元连续变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3037-3042.
[16]	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 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 578-582.
[17]	杨宇飞, 颜昌翔. 长焦距宽视场离轴三反光管设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2070-2074.
[18]	巩盾, 王红. 空间高光谱成像仪的光学设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 541-545.
[19]	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.
[20]	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.

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