长焦距离轴三反射式光学系统设计

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应用光学第3章理想光学系统

nytgU nytgU (10)
此式即为理想光学系统的拉赫不变量公式。
3.5 理想光学系统的放大率
一、垂轴放大率
1.定义：共轭面像高与物高之比
y
y
2.表达式：
根据牛顿公式,得以焦点为原点的放大率公式
y f x (1)
y x f
根据高斯公式,得以主点为原点的放大率公式
fl (2)
f l
根据两焦距的关系，可得 nl (3)
nl
结论：此式与单个折射球面和共轴球面系统的放大率公式一致。
④当系统处于同一种介质中时
l (4)
l
结论：垂轴放大率随物体位置不同而不同，在不同共轭面上，垂轴放大率不同；在同一共轭面上，放大率是一个常数。
二、轴向放大率
1.定义：轴上像点移动微小距离与物点移动的微小距离之比。 dl dx dl dx
三、由已知共轭面和共轭点确定一切物点的像点 a.已知两对共轭面的位置和垂轴放大率
b.已知一对共轭面的位置和垂轴放大率以及两对共轭点的位置
3.2理想光学系统的基点和基面
1.物像方焦点、焦平面 2.物像方主点、主平面， 3.物象方焦距 4.单个折射球面的主平面 5.单个折射球面的焦距 6.单个球面反射镜的主平面和焦距
像距：以像方焦点F为原点,到像点的距离(F'A')为像距,用x’表示。
牛顿公式：
用f和f ' 表示理想光学系统物、象方焦距，用
x和x'表示物体和像位置。
三角形ABF和三角形MHF相似，得：
y f
yx
三角形A’B’F’和三角形H’N’F’相似，得：
y x
y f xx ff
————此式即为牛顿公式。

自由曲面在空间光学的应用

自由曲面在空间光学中的应用在当今的生活中，自由曲面（Free-form）扮演着越来越重要的角色。

如汽车车身、飞机机翼和轮船船体的曲线和曲面都是自由曲面。

到底什么是自由曲面？简单来讲，在工业上我们认为就是不能用初等解析函数完全清楚的表达全部形状，需要构造新的函数来进行研究；在光学系统中，光学自由曲面没有严格确切的定义，通常是指无法用球面或者非球面系数来表示的光学曲面，主要是指非旋转对称的曲面或者只能用参数向量来表示的曲面。

在我们的日常生活中，打印机、复印机以及彩色CRT中都会用到光学自由曲面。

鉴于光学自由曲面在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，所以，以下就自由曲面在空间光学方面的情况进行了调研。

一、自由曲面简介光学自由曲面没有严格确切的定义，通常指无法用球面或者非球面系数来表示的光学曲面，主要是指非旋转对称的曲面或者只能用参数向量来表示的曲面。

光学自由曲面已经渗透到我们生活中的各个角落，如能改善人类视觉质量的渐进多焦点眼镜，就是自由曲面技术在眼用光学镜片中的成功应用。

自由曲面光学镜片主要有两种：一是自然形成的曲面；二是人工形成的曲面。

人工形成的自由曲面又分为一次成型和加工成型两种形式。

二、自由曲面运用的原因空间遥感光学系统是在离地200km（低轨卫星）以上的轨道对地面目标或空间目标进行光学信息获取，具有遥感成像距离远的特点。

如何在几百公里遥感距离下获得较高分辨率的同时保证较宽的成像幅宽是推动空间遥感光学不断发展的源动力。

光学系统的入瞳直径是决定空间相机地面像元分辨率的主要因素之一，在一定F／＃的前提下，入瞳直径越大，空间相机地面像元分辨率越高。

但入瞳直径的增加，意味着所有与孔径相关的像差增加。

受空间环境中力学、热学、压力等因素的制约，当入瞳直径增大到一定程度（通常200mm以上），光学系统一般采用反射式或折反射式方案。

为了简化光学系统形式，仅采用球面镜是无法平衡由于入瞳直径增加而剧增的像差，然而通过运用自由曲面的应用，可以解决像差增大的问题。

卡塞格林式离轴反射系统准直仪的设计与装调方法

卡塞格林式离轴反射系统准直仪的设计与装调方法徐正奎1，王春兴1，王世锦2，王贵全1，蔡顺文1，李晓斌1，黄声1（1. 昆明物理研究所，云南昆明 650223；2. 重庆军代局驻昆明地区第一军代室，云南昆明 650032）摘要：根据生产需要，设计、生产了焦距为8m的卡塞格林式离轴反射系统准直仪，并构建先进装调方法精准装校，通过干涉图像和干涉条纹的判读，使卡式准直仪系统的成像质量接近设计水平，解决生产中准直仪最长焦距只有3m而无对应的产品所需空间频率的红外鉴别率测试靶板问题。

关键词：离轴反射系统；四杆靶；装调方法中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2020)12-1164-06Design and Development of a Cassegrain Off-axis Reflection System CollimatorXU Zhengkui1，WANG Chunxing1，WANG Shijing2，WANG Guiquan1，CAI Shunwen1，LI Xiaobin1，HUANG Sheng1(1. Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China; 2. The First Military Commissary Department Garrisoned in Kunming ofChongqing Military Commissary Bureau, Kunming 650032, China)Abstract：We design and develop a Cassegrain off-axis reflection system collimator with a focal length of 8m according to production requirements and construct an advanced installation and adjustment method to accurately calibrate it. Through the interpretation of images and interference fringes, the imaging quality of the collimator system is found to be close to the designed value. We solve the problem of the infrared discrimination test target board in production because the longest focal length of the existing collimator focal length is 3m, and there is no corresponding spatial frequency required by the product.Key words：off-axis reflection system, four targets, alignment method0引言平行光管检测设备准直仪按光学透镜形式分为透射式系统和反射式系统。

偏视场光学系统视场优化设计方法

ＡｂｓｒｃＴａｉｇａｃａｉｌＴＭＡｙｔｍｓａｘｍｐｌ，ｔｅｍａｒｆＺｔａｔｋｎｏｘａｓｓｅａｎｅａｅｈｃｏｏＥＭＡＸｓｕｅｏｂｉｄａｎｗｒｔｉｓｄｔｕｌｅｍｅｉ
学系统质及相关尺寸要求。目前，像该参数一般是根据设计经验或经过有限次尝试确定的，无法做到最优而
设计。
主镜
２中心视场位置与视场大小的关系
本文以某同轴三反射式光学系统为例开展视场
镜
８
航天返回与遥感
２１年第３０１２卷
焦面引出轴外，而避免焦面造成的系统遮拦。一般通过次镜后或三镜后放置折转镜用于折转光路。从因此对
放置折转镜的位置具有一定的要求。在设计过程中，需要合理地选择中心视场的位置，以保证折转镜避开光束，与光路发生结构干涉。一般来说，不中心视场偏离轴上视场越大，则折转镜的位置空问越大，容易保证越
ｆｎｔｎｔｋｈｐｉｚｔｎｗｉｈａｉｂｅｄｍｅｓｎｏｅｆｌ，ｈｏｉｏｆｔｅｃｎｅｎｏｆｕｕｃｉｏｍａｅｔｅｏｔｏｍｉａｉｔｔｅｖｒａｌｉｎｉｆｔｅｄｔｅｐｓｉｎｏｅｔｒａｄｃｎｇ — ｏｈｏｈｉｔｈｉ
第３２卷第１期
２１年２月０１

变焦原理

摘要：本文介绍了连续变焦光学系统的基本工作原理以及光学设计方法的全过程。

其中包括变焦和补偿方案的选择、高斯光学各组元焦距分配、外形尺寸计算、初级像差平衡、PW 求解、初始结构参数确定、系统实际像差自动平衡，直到凸轮曲线优化设计等。

文章以图形和公式说理，用OCAD光学自动设计软件为工具，全面介绍三组元连续变焦系统的设计方法及过程。

关键词变焦系统机械补偿像差平衡凸轮优化设计OCAD光学设计程序一、连续变焦光学系统的基本工作原理在日常生活或军事观察中有时会想在一定图象画面内了解较大范围的目标全貌，有时又需要在一个较小范围内观察目标图象的具体细节。

从光学设计的角度说，就是要求一个光学系统在像高大小不变时，可以改变物面尺寸大小。

由光学系统能量守衡定律，拉氏不变量可以看出，对同一个光学系统，无论在物方还是像方甚至中间任意一个光学表面都要遵循这个拉氏变量J不变的原则。

对于照相（望远）物镜而言，上式可以写成的形式。

又由于光学系统的焦距计算公式为这样又有关系式这就意味着要改变物方视场就必须通过改变系统焦距来实现。

这就是可变焦距光学系统的由来。

一个光学系统影响其焦距变化的因素也很简单，因为系统焦距只是组成该系统的各表面的表面半径（曲率）、间隔以及其光学材料的折射率的函数，即为此，要改变光学系统焦距必须通过改变组成系统的表面半径（曲率）、间隔以及其光学材料的折射率来实现。

为了实现光学系统变焦，最古老的也是最有效的方法就是提高改换光学系统内部分光学零件来实现。

比如对一个显微系统，可以更换不同焦距的显微物镜或不同焦距的目镜实现。

因为这样有限数量的整组物镜或目镜的更换，对一个显微镜而言，其放大倍率的改变自然也是有限的和不连续的。

还有一种是不改变光学系统内光学零件，也就是不改变光学系统的各表面半径和材料折射率，而仅是通过改变各光学零件之间的空气间隔，即改变参数d改变系统焦距，这样就可以连续无间断地获得一个变焦光学系统。

为此变焦光学系统就分为两大类。

大口径光学离轴平行光管研究——主反镜结构及光学检测

大口径光学离轴平行光管研究——主反镜结构及光学检测董冰;付跃刚;刘智颖【摘要】In the applications of collimator with large diameter and long focal length, the position accuracy of the collimator objective and its sensitive tuning during the process of assembly and adjustment are very important. This paper introduces the primary mirror structure of the large-diameter optical collimator and its test method, presents the assembly and adjustment methods for optical systems with three different apertures, analyzes the primary mirror structu re and tuning method of the φ700 mm collimator, and uses 4D interferometer to detect the effects of assembling-adjusting device on surface shape. The results show that the assembling-adjusting device moves freely and the movement has no impact on the precision of surface shape, the pitch and rotation accuracies are better than 3' and have six degrees of freedom.%在长焦距大口径平行光管的应用中,平行光管物镜的定位精度以及在装调过程中高灵敏度的调试环节十分重要.介绍大口径离轴光学平行光管主镜结构及其检测方法,给出3种不同口径下的光学系统的装调方法,详细分析 700 mm的平行光管的主镜结构及精调装置,并利用4D干涉仪来检测装调装置对面形的影响.结果表明,该装调装置为自由移动装置,在移动过程中不影响面型精度;俯仰及转动精度优于3\",且具有6个自由度.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】4页(P714-717)【关键词】大口径;离轴平行光管;精调装置;灵敏度【作者】董冰;付跃刚;刘智颖【作者单位】长春理工大学,光电学院,吉林,长春,130022;长春理工大学,光电学院,吉林,长春,130022;长春理工大学,光电学院,吉林,长春,130022【正文语种】中文【中图分类】TN206;TH744引言反射式光学系统具有不存在任何色差,光路折叠,筒长短,结构紧凑,采用非球面,元件数少,易实现轻量化,光学材料容易加工,稳定性好,易实现大口径和超大口径等优点[1],被用于宽谱段成像。

长焦距非制冷长波红外热像仪折射／衍射光学设计

第３７卷第５期
Ｖｏ．７ＮＯ．１３５
红外与激光工程
ＩｆａｅｎａｅｇｎｅｉｇｎｒｒｄａｄＬｓｒＥｎｉｅｒｎ
２００８年ｌ０月
Ｏｃ．ｏ８ｔ２ｏ
长焦距非制冷长波红外热像仪折射／射光学设计衍
ｋ处的车辆目标。ｍ
关键词：外；热像仪；非制冷；长焦距红中图分类号：４６０３文献标识码：Ａ文章编号：０７２７（Ｏ８０ — ８７０ｌ０ — ２６２０）５０４－３
Ｒｅｒｃｉｅｄｆｒｃｉｅｏｔｃｌｄｓｇｆａｌｎｇｆｃｌｌｎｔｃｏｅｆａｔｖ／ｉｆａｔｖｐｉａｅｉｎｏｏ－ｏａ－ｅｇｈｕｎｏｌｄ
Ａｂｔａｔｉｒｃｖｐｉａｌｍｅｔ（ｓｒｃ：ＤｆａｔｅｏｔｌｅｅｎｓＤＯＥ）ｈｖｈｐｃａｒｐｒｆｍｉｕｉｐｒｉｎｗｈｃｆｉｃａｅｔｅｓｅｉｌｐｏｅｔｏｎｓｄｓｅｓｉｈｙｏ
ｃｎｅａｂｕｓｄｎｈｏｔｃｌｙｔｍｉｓｅｄｆｌｎｓｏｍｐｏｅｔｐｒｏｍａｃ，ｌｔｎｔｗｅｇｔｎｅｉｔｅｐａｓｓｅｉｎｔａｏｅｔｉｒｖｉｓｅｆｒｎｅｉｅｉｓｇｈｉｈ，ａｄ
翟旭华，张洪涛，尹福昌王健。孙强。，，（．１长春理工大学光电工程学院，吉林长春１０２；．３０２２长春市装甲兵技术学院控制系，吉林长春１０１；３１７３中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，．吉林长春１０３）３０３摘要：射光学元件具有特殊的负色散特性，光学系统中能够代替透镜，效地提高系统性衍在有能、轻质量并减小体积。减而且将其应用到红外系统中具有得天独厚的优势。中利用折射／射光学文衍技术，设计了一套两片式、焦距、长结构紧凑、质量轻便的非制冷红外热像仪光学系统。热像仪工作波

望远镜系统课设

1.引言1.1 设计背景现代科学技术中，以典型精密透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部件的大口径光电系统的应用越来越广泛。

光学系统设计就是了解光学现象产生的条件，观察实验现象，将理论知识形象化、具体化，启迪思维，激发创造的过程。

在不考虑衍射效应的情况下，通过测量光学参数，掌握基本光学实验技术和技巧，根据使用条件，来决定满足使用要求的各种数据，决定光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构参数等。

即根据高斯公式、牛顿公式等对望远镜的外形尺寸等参数的基本计算、像差的设计以及转像系统的设计。

设计符合课程要求的开普勒式望远镜。

光学课程设计过程分为四个阶段：外形尺寸的计算、初始结构计算、像差的校正和平衡以及成像质量评价。

了解光学系统的光学特性、光学系统的设计过程。

初级像差理论与像差的校正和平衡方法，像质评价与像差公差，光学系统结构参数的求解方法。

望远镜物镜的设计特点、常常用目镜的形式和相差分析。

望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学器件，能把远处的物体很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变得清晰可辨。

所以，望远镜是天文和地面观测不可或缺的工具。

它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行出射的光学系统。

1.2 设计目的设计目的及意义：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转向系统的简易或设计原理。

了解光学设计中的PW法基本原理2.望远镜介绍2.1 望远镜种类广义上的望远镜不仅仅包括工作在可见光波段的光学望远镜，还包括射电，红外，紫外，X射线，甚至γ射线望远镜。

我们探讨的只限于光学望远镜。

根据物镜的种类可以分为三种：①折射望远镜折射望远镜的物镜由透镜或透镜组组成。

早期物镜为单片结构，色差和球差严重，使得观看到的天体带有彩色的光斑。

为了减少色差，人们拼命增大物镜的焦距。

直到19世纪末，人们发明了由两块折射率不同的玻璃分别制成凸透镜和凹透镜，再组合起来的复合消色差物镜，才使得这场长度竞赛得到终止。

工程光学第七章典型光学系统

六、显微镜的照明方式
①透射光亮视场照明。光通过透明物体产生亮视场。 ②反射光亮视场照明。对不透明的物体，从上面照射产生漫射或规则的反射形成亮视场。 ③透射光暗视场照明。倾斜入射的照明光束在物体旁侧向通过，光束通过物体结构的衍射、折射和反射，射向物镜，形成物体的像，则获得暗视场。 ④反射光暗视场照明。在旁侧入射到物体上的照明光束经反射后在物镜侧向通过，若无缺陷的放射镜作为物体，得到一均匀暗视2场2 。
距离
距离
R为远点视度，P为近点视度，单位为屈光度（D）=1/m。医学上， 1D=100度。随着年龄增大，肌肉调节能力下降，调节范围减小。
（二）眼的缺陷及校正
眼睛的远点在无限远或眼光学系统的后焦点在视网膜上，称
为正常眼。
正常眼观察近物时，物体距眼最适宜的距离是250mm，称
为明视距离M。
4
①近视眼近视眼的网膜离水晶体太远或水晶体表面曲率太大，无限远物点成像在网膜之前，远点在眼前有限远。需配一负光角度凹面透镜，透镜的像方焦点与眼睛的远点重合，这样，无限远物点就能成像在网膜上。
大小应与目 500tgw 6，8，11，16，22，32。镜的视场角 250 D ②成实像的眼睛、摄影和投影系统。
f e
e
一致： e
2 y 5 0 0tg w e
5 0 0tg w
表明：在选定目镜后，显微镜的视觉放大率越大，其在物
空间的线视场越小。
18
三、显微镜的出瞳直径普通显微镜，物镜框是孔径光阑。复杂物镜，其最后镜组的镜框为孔径光阑。测量用显微镜，物镜像方焦平面上设置专门的孔径光阑，经目镜所成的像为出瞳（直径为D‘）。则有： n ysinun ysinu nsinuyn sinu y n sinu fo

5倍变焦距光学系统小型化设计

ｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｏｍｍｏｎｏｐｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｏｎｇｆｏｃａｌｌｅｎｔｈ，ｃｇｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌｄｅｉｇｎｏｆ
为远摄型，使得系统结构紧凑，满足导引头小型化的要求。利用ＣＯＤＥＶ光学设计软件，优化设计了焦距为３０～
１５０Ｉｎｎ，视场角为１２．９０。Ｘ１０．２５。～２．５９。× ２．０７。，筒长仅为１７４ｍｍ的变焦距光学系统，得到成像质量优良的设计结
，
ｔｕｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｚｏｏｍｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔａｒｇｅｔｓａｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｉｄｅｎｔｉｉｅｆｄａｔｓｈｏｒｔｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ，ｗｉｄｅｉｅｆｌｄ，ａｎｄｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄａｔｌｏｎｇｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈ，ｎａｒｒｏｗｉｅｆｌｄ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄ
Ｍｉｎｉａｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆ５Ｘｚｏｏｍｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ

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离轴或镜面倾斜，到的非共轴的三反射光学系得
（＋—ｆ１ｆ）￣ｌｌ１
２１，ａ，、 ’
（）３
（）４
一可
统。这种离轴的光学系统可以消除同轴光学系统存在的中心遮拦问题。所以，轴三反射式光学系离
ＡｂｔａｔＴｈｓｒｉｌｎｒｄｃｄｔｅｅｉｎｎｒｃｓｆａｌｎｏａｅｇｈａｄｕｃａｉｌｔｒｅｓｒｃ：ｉａｔｅｉｔｏｕｅｈｄｓｇｉｇｐｏｅｓｏｏｇｆｃｌｌｎｔｃｎｎｏｘａｈｅ —ｍｉｏｅｅｔｅｓｓｒｒｒｆｃｉｙ — ｒｌｖ
线从左方入射，次经主镜、依副镜和三镜的反射到
达像面。
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除了满足系统焦距、差、差、散、曲等系统球彗像场
收稿日期：２１－１－１０１０８
作者简介：王路（９５，男，硕士研究生，主要从事光学系统设计方面的研究，Ｅ１８一） —ｍａｌｉ：ｗａｇｕ７＠１３ｔｍ。ｎｌ０９６．ｏ通讯作者：王春艳（９１，女，博士，教授，主要从事光学设计和光电检测方面的技术研究。１７一）
阑，通过对其适当的离轴、倾斜，实现无中心遮拦的离轴反射式光学系统设计。给出了同轴系统初始结构的求解方程，分
析了同轴系统存在的问题。以一个长焦距离轴三反射式光学系统作为设计实例，通过镜面离轴、倾斜和优化，得到了成像质量良好的设计结果。
Ｔｈｒｅ— ｉｒｒＲｅｅｔｅＯｐｃｌｙｔｍｅ・ｍｒｏｆｃｖｔａｓｅ－－ｌｉｉＳ
ＷＡＮＧＬｕ．ＷＡＮＧｕｙｎ．ＢＡＯｈｋｎＣｈｎａＺｉａｇ（ｃｏｌｆｔ— ｅｔｏｉＥｇｎｅｉ，ＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｆｃｎｅｎｃｎｌｇ，Ｃｈｎｃｕ３０２ＳｈｏｏｏＥｌｒｎｃｎｉｒｇＯｐｃｅｎｈｎｃｕｉｅｓｙｉｃｄＴｅｈｏｏｙｔｏＳｅａａｇｈｎ１０２）
满足大视场、相对孔径的要求。人们又引入了三大反射镜系统。三反射镜系统由三片反射镜组成，有
两个间距、个半径和三个圆锥系数共八个变量，三
本文以一个长焦距三反射镜为设计实例，来介绍离轴三反射式光学系统的设计方法。在同轴三反射镜求得初始结构的基础上，过对光阑离轴，通
Ｖｏ－Ｎｏ１ｌ３５．Ｍａ．０１ｒ２２
长焦距离轴三反射式光学系统设计
王路，王春艳，鲍智康
（长春理工大学
摘
光电工程学院，长春
１０２）３０２
要：介绍了一种长焦距离轴三反射式光学系统的设计过程。在同轴三反射式光学系统基础上，将第一面镜设置成光
系统结构形式的关系如表１所示阳。
表１同轴三反射式光学系统结构参数与其结构形式的
对应关系表
Ｔａ．ＣＯｒｓＯｄｎｅａｉｎｌａｌｆｈｏｘａｂ１ｒｅｐｎｉｇｒｌｔａｂｅｏｅｃａｉｌｏｔｔｔｒｅｈｅ —ｍｉｏｆｃｉｅｏｔａｙｔｍ ’ ａｒｍ — ｒｒｅｌｔｐｉｌｓｅＳｐａｒｒｅｖｃｓ
统的设计是在同轴ｊ反射式光学系统的设计基础
上进行的。
ｄ一（一）ｌ１
２口（一２＝１１）ｌ
厶
（）５（）６
式中厂是系统总焦距。。可见同轴三反射式光学系统的结构形式由其
统的光阑离轴、场离轴或镜面倾斜，到的非对视得称光学系统以消除同轴光学系统存在的中心遮拦
问题。
径、大视场、焦距等多种性能要求的系统。一般长
两反射式光学系统由于可优化的变量少，以不能所
数相对较少，易实现轻量化设计，容能够满足大孔
入系统的能量，同时也降低了光学系统的分辨率。采用非共轴的三反射镜系统能够解决中心遮栏问题。在同轴三反射式光学系统的基础上，将光学系
图１Ｉ三反射系统司轴
Ｆｇ１Ｃｏｘｉｌｈｅ — ｉｏｙｔｉ．ａａｒｅｍｒｒｓｅｍｔｒｓ
各反射面的半径ｒｒ７镜间距ｄｄｌ、２、＂３１、２、
，
各反射面的二次非球面系数（锥系数）圆
由于是长焦距系统，往需要对系统的总长度往有一定的要求。为了使给定的有关结构方面的条
足一，，一；（｝、～；一｝足一一；、一；分
别为各镜的二次曲面系数）副镜对主镜的遮拦比；
关键词：离轴三反射式光学系统；长焦距；光阑；中心遮拦中图分类号：Ｔ０Ｈ７３文献标识码：Ａ文章编号：１７－８０（０２１０１－３６２９７２１）０－０８０
ＤｅｉｎｏｎｃｌｎｔｎｎｏｘａｓｇｆＬｏｇＦｏａＬｅｇｈａｄＵ－ｃａｉｌ
件和系统的长度要求的关系更加明确，以二个间可
ａ；１三镜对副镜的遮拦比２副镜的放大率１三；；镜的放大率。它们之间满足以下关系式：
隔ｄ、２１ｄ和工作距离ｄ（３第三镜到像面的距离）为给定的条件。即将ｄ、ｄ作为已知量。规定１ｄ、。
Ｋｅｒｓ：ｕｃａｉｌｔｅ —ｍｉｏｅｅｔｅｓｓｅ；ｌｎｏａｅｇｈ；ａｅｕｅｏｓｒｃｉｎｏｉｈｙｗｏｄｎｏａｈｅｘｒｒｒｒｆｃｉｙｔｍｒｌｖｏｇｆｃｌｌｎｔｐｒｒ；ｂｔｔｏｆｌｔｔｕｇ
反射式物镜在空间光学系统中有着广泛的应
性能和像质要求外，有足够的变量进行系统布局还和结构的优化设计。三反射式系统比两反射式系
用。对于大口径系统来说，射式难以实现。而透且，研制长焦距或超长焦距光学系统时，少采在较用大孑径折射和折反系统。大口径的折射系统和Ｌ
ｔｍ．．ｓｄｏｈｏｘａｈｅ —ｍｉｏ，ｐａｅｈｉｔｓｒａｅｓｔｅａｅｔｒｎｅｅｔｒｄｔｕｔｂｅｐｓｔｎｔｅＢａｅｎｔｅｃａｉｌｔｅｒｒｒｌｃｄｔｅｆｓｕｆｃａｈｐｒｕｅａｄｄｃｎｅｅｏａｓｉｌｏｉｏｏｒｒａｉ
折反系统需采用特殊光学材料或复杂的结构来消
统的视场大，且易于控制光学系统的杂散辐射，增加了轴外视场的光通量，使得像面照度更加均匀ｎ但是同轴三反射系统中心遮栏过大，响了进影
。
二级光谱。反射式系统不存在色差，级光谱也就二不存在，因此可以用于很宽的谱段成像；且零件而
第一期
王路，等：长焦距离轴反射式光学系统设计
ｌ９
倾斜和优化，到了成像质量良好的光学系统设计得
结果。
ｎ丽
２］’ ａ厂
一 —
（）２ Байду номын сангаас
１初始结构方程的建立
离轴三反射式光学系统是在同轴三反射光学系统的基础上，过对光学系统的光阑离轴、场通视
第３卷第ｌ５期
２１年３０２月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｈｎｃｕｉｅｓｙｏＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ（ｔｒｌｃｅｃｄｔｎｏｒａＣａｇｈｎＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｏｙＮａｕａＳｉｎｅＥｉｏ）ｏｔｉ
ａｌ，ｂｅｅｔｒｉｇａｄｔｔｎｈｕｆｃ，ａｄｇｔａｇｏｍａｅｑａｉｆｏｔａｙｔｍｅｉｅｕｔｍｐｅｙｄｃｎｅｎｎｉｉｇｔｅｓｒａｅｎｏｏｄｉｇｕｌｙｏｐｉｌｓｓｅｄｓｇｒｓｌｓｌｔｃｎ