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基于传递矩阵的宽视场离轴三反光学系统设计

王蕴琦 刘伟奇 张大亮 孟祥翔 康玉思 魏忠伦

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[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
Wang Yunqi, Liu Weiqi, Zhang Daliang, Meng Xiangxiang, Kang Yusi, Wei Zhonglun. Design of off-axis three-mirror optical system with wide field of view based on transfer matrix[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
Citation: Wang Yunqi, Liu Weiqi, Zhang Daliang, Meng Xiangxiang, Kang Yusi, Wei Zhonglun. Design of off-axis three-mirror optical system with wide field of view based on transfer matrix[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4): 418003-0418003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0418003

基于传递矩阵的宽视场离轴三反光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
基金项目: 

国防基础科研计划(B1720132001)

详细信息
    作者简介:

    王蕴琦(1990-),男,硕士生,主要从事空间光学设计方面的研究。Email:doctorwho_wangyq@163.com;刘伟奇(1958-),男,研究员,博士生导师,主要从事空间成像与瞄准技术方面的研究。Email:liuwq@ciomp.ac.cn

    王蕴琦(1990-),男,硕士生,主要从事空间光学设计方面的研究。Email:doctorwho_wangyq@163.com;刘伟奇(1958-),男,研究员,博士生导师,主要从事空间成像与瞄准技术方面的研究。Email:liuwq@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TB133

Design of off-axis three-mirror optical system with wide field of view based on transfer matrix

  • 摘要: 针对离轴三反光学系统初始结构求解复杂、视场宽度小的问题,提出了利用光学传递矩阵求解三反系统初始结构的计算方法,推导了三反系统焦距和后截距的表达式,求解了光阑位于次镜的三反系统初始结构。采用引入高次非球面以增加系统设计自由度的技术路线,基于ZEMAX光学设计软件,通过对同轴初始结构进行离轴优化,得到了一个矩形视场172,焦距1 440 mm,F数4.8的离轴三反光学系统。该系统三个反射面均为高次非球面,可同时满足宽视场角和高分辨率的要求,在空间频率50 lp/mm处,调制传递函数大于0.6,接近衍射极限。结果表明:该系统搭载线阵/面阵时间延迟积分电荷耦合元件(TDI-CCD)用于推扫/多通道式空间对地成像时,可有效扩大空间对地成像系统的地面覆盖范围,提高信息获取效率。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-05
  • 修回日期:  2015-08-03
  • 刊出日期:  2016-04-25

基于传递矩阵的宽视场离轴三反光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201645.0418003
    作者简介:

    王蕴琦(1990-),男,硕士生,主要从事空间光学设计方面的研究。Email:doctorwho_wangyq@163.com;刘伟奇(1958-),男,研究员,博士生导师,主要从事空间成像与瞄准技术方面的研究。Email:liuwq@ciomp.ac.cn

    王蕴琦(1990-),男,硕士生,主要从事空间光学设计方面的研究。Email:doctorwho_wangyq@163.com;刘伟奇(1958-),男,研究员,博士生导师,主要从事空间成像与瞄准技术方面的研究。Email:liuwq@ciomp.ac.cn

基金项目:

国防基础科研计划(B1720132001)

  • 中图分类号: TB133

摘要: 针对离轴三反光学系统初始结构求解复杂、视场宽度小的问题,提出了利用光学传递矩阵求解三反系统初始结构的计算方法,推导了三反系统焦距和后截距的表达式,求解了光阑位于次镜的三反系统初始结构。采用引入高次非球面以增加系统设计自由度的技术路线,基于ZEMAX光学设计软件,通过对同轴初始结构进行离轴优化,得到了一个矩形视场172,焦距1 440 mm,F数4.8的离轴三反光学系统。该系统三个反射面均为高次非球面,可同时满足宽视场角和高分辨率的要求,在空间频率50 lp/mm处,调制传递函数大于0.6,接近衍射极限。结果表明:该系统搭载线阵/面阵时间延迟积分电荷耦合元件(TDI-CCD)用于推扫/多通道式空间对地成像时,可有效扩大空间对地成像系统的地面覆盖范围,提高信息获取效率。

English Abstract

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