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轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计

赵宇宸 何欣 张凯 刘强 崔永鹏 孟庆宇

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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
Zhao Yuchen, He Xin, Zhang Kai, Liu Qiang, Cui Yongpeng, Meng Qingyu. Optical design of miniaturized and large field of view off-axis optical system based on freeform surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
Citation: Zhao Yuchen, He Xin, Zhang Kai, Liu Qiang, Cui Yongpeng, Meng Qingyu. Optical design of miniaturized and large field of view off-axis optical system based on freeform surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218001

轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
基金项目: 

国家自然科学基金(61705220)

详细信息
    作者简介:

    赵宇宸(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学系统设计及杂散光分析方面的研究。Email:bernard19@163.com

  • 中图分类号: O439

Optical design of miniaturized and large field of view off-axis optical system based on freeform surface

  • 摘要: 随着空间技术的不断发展,高性能、低成本的轻小型空间光学系统成为空间光学领域一个新的研究热点。离轴三反光学系统具有成像质量高、大视场、轻量化程度高等特点,能够更好地适应轻小型、低成本空间光学系统的应用要求,具有广泛的应用前景。以高斯光学和三反消像差理论为基础,设计了一款第三反射镜为自由曲面的离轴三反光学系统,焦距1 550 mm,视场3.60.45,相对孔径1:6.2,自由曲面的加入极大地提高了系统设计自由度和成像质量。设计结果表明,在有效视场内系统成像质量良好,fMTF优于0.43@111 lp/mm,系统最大波像差为0.049 (=632.8 nm),平均波像差RMS值为0.034 ,最大网格畸变0.9%,成像质量相对于子午面完全对称。系统的总长小于f'/3.1,高度小于f'/4.1,且系统的加工和装配公差较为宽松,易于实现。该设计结果对轻小型空间光学系统的设计具有一定的参考价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-17
  • 修回日期:  2018-08-19
  • 刊出日期:  2018-12-25

轻小型大视场自由曲面离轴光学系统设计

doi: 10.3788/IRLA201847.1218001
    作者简介:

    赵宇宸(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学系统设计及杂散光分析方面的研究。Email:bernard19@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61705220)

  • 中图分类号: O439

摘要: 随着空间技术的不断发展,高性能、低成本的轻小型空间光学系统成为空间光学领域一个新的研究热点。离轴三反光学系统具有成像质量高、大视场、轻量化程度高等特点,能够更好地适应轻小型、低成本空间光学系统的应用要求,具有广泛的应用前景。以高斯光学和三反消像差理论为基础,设计了一款第三反射镜为自由曲面的离轴三反光学系统,焦距1 550 mm,视场3.60.45,相对孔径1:6.2,自由曲面的加入极大地提高了系统设计自由度和成像质量。设计结果表明,在有效视场内系统成像质量良好,fMTF优于0.43@111 lp/mm,系统最大波像差为0.049 (=632.8 nm),平均波像差RMS值为0.034 ,最大网格畸变0.9%,成像质量相对于子午面完全对称。系统的总长小于f'/3.1,高度小于f'/4.1,且系统的加工和装配公差较为宽松,易于实现。该设计结果对轻小型空间光学系统的设计具有一定的参考价值。

English Abstract

参考文献 (14)

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