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大相对口径长焦距折射式光学系统设计

李宏壮 赵勇志 王国强 刘欣悦

李宏壮, 赵勇志, 王国强, 刘欣悦. 大相对口径长焦距折射式光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2954-2958.
引用本文: 李宏壮, 赵勇志, 王国强, 刘欣悦. 大相对口径长焦距折射式光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2954-2958.
Li Hongzhuang, Zhao Yongzhi, Wang Guoqiang, Liu Xinyue. Design of refractive optical system with large relative aperture and long focal length[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 2954-2958.
Citation: Li Hongzhuang, Zhao Yongzhi, Wang Guoqiang, Liu Xinyue. Design of refractive optical system with large relative aperture and long focal length[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 2954-2958.

大相对口径长焦距折射式光学系统设计

基金项目: 

中国科学院第三期创新工程资助项目

详细信息
    作者简介:

    李宏壮(1980- ),男,副研究员,博士,主要从事光学设计、检测、主动光学、大口径望远镜波前探测方面的研究。Email:jilinbayan@163.com

  • 中图分类号: TH751

Design of refractive optical system with large relative aperture and long focal length

  • 摘要: 分析了大相对孔径、长焦距折射式光学系统的像差特点,针对一款口径300mm,焦距540mm,波段范围500~850 nm,视场角2的折射式成像物镜进行了设计。首先根据系统的像差特点,针对二级光谱,选择了Petzval 型作为初始结构,并进行了复杂化,形成大空气间隔的三组元形式,利于像差的校正和后组元件尺寸的减小;而后针对使用波段对玻璃材料的部分色散P 和阿贝数V 值进行了修正,并绘制了P-V 图,从中选择了具有一定二级光谱校正能力并性能优良的玻璃材料。最终系统的二级光谱达到了0.06 mm,表明具有较好的复消色差性能。设计结果系统在相机Nyquist 频率(39 lp/mm)处各视场MTF 大于0.8,80%能量集中在直径为8 m 的圆内,小于一个象元尺寸,最大畸变小于0.1%,各项指标均满足设计要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-10
  • 修回日期:  2014-02-25
  • 刊出日期:  2014-09-25

大相对口径长焦距折射式光学系统设计

    作者简介:

    李宏壮(1980- ),男,副研究员,博士,主要从事光学设计、检测、主动光学、大口径望远镜波前探测方面的研究。Email:jilinbayan@163.com

基金项目:

中国科学院第三期创新工程资助项目

  • 中图分类号: TH751

摘要: 分析了大相对孔径、长焦距折射式光学系统的像差特点,针对一款口径300mm,焦距540mm,波段范围500~850 nm,视场角2的折射式成像物镜进行了设计。首先根据系统的像差特点,针对二级光谱,选择了Petzval 型作为初始结构,并进行了复杂化,形成大空气间隔的三组元形式,利于像差的校正和后组元件尺寸的减小;而后针对使用波段对玻璃材料的部分色散P 和阿贝数V 值进行了修正,并绘制了P-V 图,从中选择了具有一定二级光谱校正能力并性能优良的玻璃材料。最终系统的二级光谱达到了0.06 mm,表明具有较好的复消色差性能。设计结果系统在相机Nyquist 频率(39 lp/mm)处各视场MTF 大于0.8,80%能量集中在直径为8 m 的圆内,小于一个象元尺寸,最大畸变小于0.1%,各项指标均满足设计要求。

English Abstract

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