结构紧凑型大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统设计

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结构紧凑型大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统设计

来源：光子学报，发表时间：2020.10

                                                      

                  周欣茹

        （南京信息工程大学物理与光电工程学院光电工程系）

摘 要：为了克服现有大部分望远光学系统在机载或星载遥测系统等特殊应用中存在的局限性，基于多优化自由度的光学自由曲面，设计了一个兼容物理结构紧凑、大相对孔径与宽视场的离轴两反自由曲面望远光学系统.该自由曲面望远光学系统具有1/3.75大相对孔径，焦距为300mm，全视场角为2.8°，整体结构尺寸不超过100mm×200mm×300mm.采用孔径离轴的方式，提高系统的集光能量.利用分视场拓展优化，提升各个视场的成像性能.结合XY多项式自由曲面的多优化自由度，仅用前4阶项，有效地平衡了系统的离轴像差.在探测器空间截止频率50lp/mm处，系统的调制传递函数优于0.4.各个视场的像点半径均方根值均优于探测器单个像素10μm.设计结果表明，系统整体成像性能优良，同时具有结构紧凑与小型化优势，可用于机载或空间望远光学系统等特定应用的目标遥测中.

关键词：光学设计；望远光学系统；离轴两反；光学自由曲面；大相对孔径；结构紧凑