大相对孔径、大视场、紧凑型空间光学系统设计
Compact Space Optical System Design with Large Relative Aperture and Field of View
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文摘
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设计了一种基于改良曼金反射镜的大相对孔径、大视场的光学成像系统,分析了改良曼金反射镜的像差,提出了改良曼金反射镜的设计方法。系统采用改良曼金反射镜和折反式光学系统结合的形式,相对孔径为1/1.8,视场角为4°×4°,工作波段为450~850 nm,焦距为380 mm,成像探测器像元为2 µm×2 µm的互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器,在250 lp/mm Nyquist频率处的调制传递函数值接近衍射极限且大于0.5。系统次镜采用曼金反射镜和消色差透镜结合的形式,基于系统初始结构初步优化分析所得的球差、正弦差,采用PW法求解出消色差曼金反射镜的光焦度;基于消色差条件和系统剩余色差,求解出消色差曼金反射镜3个表面的光焦度,计算得到了表面的曲率半径。系统的单色像差及色差均较小,成像质量好。 |
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其他语种文摘
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An imaging optical system with large relative aperture and field of view was designed based on a modified Mangin mirror. The aberrations of the modified Mangin mirror are analyzed and a design method is proposed for it. The optical system adopts a combination of an improved Mangin mirror and a catadioptric optical system. The relative aperture is 1/1.8,field of view is 4°× 4°, working band is 450-850 nm, and focal length is 380 mm. The imaging detector is a CMOS detector with pixel of 2 µm×2 µm. The modulation transfer function value is close to the diffraction limit and greater than 0.5 at a Nyquist frequency of 250 lp/mm. The secondary mirror of the system is designed based on a Mangin mirror and an achromatic lens. Based on the spherical aberration and sine aberration obtained from the preliminary optimization analysis of the initial system structure, the focal power of the achromatic Mangin mirror is solved by the PW method. Based on achromatic conditions and residual chromatic aberration of the system, the focal powers of three surfaces of the achromatic Mangin mirror are solved and the radii of the surfaces can be calculated. The system has small monochromatic and chromatic aberrations and good imaging quality. |
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来源
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光学学报
,2019,39(9):0922001 【核心库】
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DOI
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10.3788/AOS201939.0922001
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关键词
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光学设计
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大相对孔径
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曼金反射镜
;
大视场
;
折反式光学系统
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地址
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1.
中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学应用研究室, 陕西, 西安, 710119
2.
陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西, 西安, 710119
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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0253-2239 |
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学科
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航天(宇宙航行) |
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基金
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国家自然科学基金
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文献收藏号
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CSCD:6586013
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参考文献 共
14
共1页
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1.
孟庆宇. 用于深空探测的宽谱段大视场小型光学系统设计.
光子学报,2015,44(1):0122001
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CSCD被引
6
次
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2.
顿雄. 大相对孔径超紧凑型红外光学系统设计.
光学学报,2014,34(6):0622002
|
CSCD被引
4
次
|
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|
3.
白虎冰. 大口径长焦距变焦光学系统设计.
应用光学,2018,39(5):644-649
|
CSCD被引
2
次
|
|
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|
|
4.
陈伟. 机载宽视场大相对孔径成像光谱仪.
光学精密工程,2015,23(1):15-21
|
CSCD被引
13
次
|
|
|
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|
5.
朱立荣.
超大口径四反射镜光学系统设计,2007:7-48
|
CSCD被引
3
次
|
|
|
|
|
6.
胡明勇. 大视场针孔物镜设计及成像畸变校正.
光学学报,2017,37(5):0522002
|
CSCD被引
2
次
|
|
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|
7.
刘军. 大视场离轴四反射镜光学系统设计.
光学学报,2013,33(10):1022002
|
CSCD被引
7
次
|
|
|
|
|
8.
Goldstein N.
Ground testing of prototype hardware and processing algorithms for a Wide Area Space Surveillance System (WASSS): ADA591374,2013
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
9.
吕洋. 镜面散射对离轴三反系统成像质量的影响.
激光与光电子学进展,2018,55(9):092901
|
CSCD被引
4
次
|
|
|
|
|
10.
潘君骅.
光学非球面的设计、加工与检验,2004:31-36
|
CSCD被引
1
次
|
|
|
|
|
11.
林银森. 曼金反射镜初级象差特性分析.
光学仪器,1981(2):53-61
|
CSCD被引
4
次
|
|
|
|
|
12.
Warren J S.
Modern optical engineering: the design of optical systems. 4th ed,2011:205-234
|
CSCD被引
1
次
|
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|
13.
王文生.
应用光学,2010:293-298
|
CSCD被引
3
次
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14.
郁道银.
工程光学,2007
|
CSCD被引
6
次
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