大视场、长焦距离轴三反射镜光学系统的设计

[本文来自：www.ii77.com]

2020年1月15日10时53分，我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将亚米级超大幅宽贸易光学遥感卫星“吉林一号”宽幅01星（又称“红旗一号—H9”）发射升空。卫星顺利进入预定轨道，义务获得圆满成功。 
[原创文章：www.ii77.com]

“吉林一号”宽幅01星是长光卫星手艺有限公司自立研发的新型高机能光学遥感卫星。该星充裕继续“吉林一号”卫星成熟单机及手艺根蒂，首次采用大口径大视场长焦距离轴三反式光学系统设计，具有高差别、超大幅宽、高速存储、高速数传等特点。

相关报道链接：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-135059.html

所以，本次推送一篇《大视场、长焦距离轴三反射镜光学系统的设计》论文，供进修与参考。

摘要：离轴三反光学系统具有高差别率、大视场、长焦距、质量轻、小体积等特点，知足空间对地遥感、空间摄影等范畴的要求。介绍了离轴三反射镜光学系统的设计道理。用ZEMAX软件设计了一个三个反射面均是二次曲面、焦距为2000mm、F数为9的离轴三反射镜系统。究竟表明，该系统可达到 7°x3°视场，对于空间频率50lp/mm调制传递函数值均大于0.5。

要害词：光学设计；全反射系统；非共轴 

引言

在空间对地遥感范畴中，无论军事照样民用范畴对光学系统的要求都越来越高。当工作轨道高度和探测器尺寸必然时，增大焦距能够提高对地面像元的差别率。然则，焦距增大时，系统的尺寸也将跟着增大，对航空和航天产物非常晦气。是以，若何在既增大焦距又包管成像质量的前提下尽量减小体积是今朝空间光学研究的热点。在大孔径的系统中，折射系统需要采用特别的材料和构造来消弭二级光谱色差，而反射系统不发生色差，孔径能够做得较大，且宜于轻量化。因为二反系统不克知足大视场、大相对孔径的要求，人们又引进了三反系统。共轴三反系统在大视场的情形下，中心遮拦过大，影响了进入系统的能量，同时也降低了光学系统的差别率。采用非共轴三反系统可以解决中心遮拦问题。基于几许光学，具体设计了焦距为2m的离轴三反射镜光学系统，视场可达7°x3°，成像质量精巧且系统的总长度较小。

1 初始构造参数较量 

离轴三反射镜系统是在共轴三反射镜系统求得初始构造参数的根蒂长进行离轴、优化而获得的。是以，首先由共轴三反射镜系统求解系统的初始构造参数。三反射镜光学系统的初始构造如图1所示，1,2,3离别是三反系统的主镜、次镜、三镜， 其构造参数共悉数确定。

图1.共轴三反初始构造

图2.光学系统简图

图3.调制传递函数曲线图

......

3.结论 

离轴三反系统因其奇特优势，适合于空间摄影等范畴，已备受存眷。文中设计使用的是矩形视场，适用于线阵的TDI-CCD领受器，经由推扫方式可成像， 实例适合空间对地遥感、空间摄影等范畴。 

采用离轴三反光学系统，消弭了中心遮拦，并提高了成像质量。跟着较量机辅助加工手艺以及装调手艺的络续提高，这类系统会获得普遍的应用。

鉴于篇幅问题，本文仅为节选（红外与激光工程 第36卷 第2期），全文内容可阅读原文下载PDF文档。