专利名称：无像旋的45°镜扫描光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学系统，特别是一种无像旋的45°镜扫描光学系统，它主要应用于空间对地观察望远镜，在军事领域中也有应用。
背景技术：
45°扫描镜是常用的遥感光学仪器扫描方式，但它会产生像旋转，需要加入消像旋光学系统。对于宽光谱波段成像仪器，需要采用反射式光学系统，因此可以采用“K镜”消像旋系统。“K镜”是由三面反射镜组成，排列成“K”字形状，它同时与45°扫描镜启动且转速为45°扫描镜的一半。如果直接将“K镜”置于45°扫描镜后，“K镜”的通光口径就必须与45°扫描镜一致，这就导致“K镜”零件尺寸和回转半径大，用以驱动“K镜”的驱动机构庞大，需要的转动力矩也要求大。如何减小“K镜”的尺寸，从而减小仪器的尺寸以及降低对电机的转动力矩要求，以满足空间任务和军事任务的要求是很关键的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种无像旋的45°镜扫描光学系统，该系统在保障45°扫描镜的通光口径的前提下，“K镜”的尺寸较小，因而可减小仪器的尺寸，降低对电机转动力矩的要求。
本发明的技术解决方案如下一种无像旋的45°镜扫描光学系统，包括45°扫描镜M1、K镜消像旋系统和后光学系统，其特征在于①.在45°扫描镜M1和K镜消像旋系统之间加设有双反射光学会聚主系统；②.45°扫描镜M1的旋转轴与双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。
所述的双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜M1的通光口径一致。
所述的双反射光学会聚主系统由主镜M3和次镜M2构成，主镜M3为抛物面镜，而次镜M2为双曲面镜。
所述主镜M3中心的通光孔径与次镜M2的口径相同，而且决定着K镜的通光口径。
本发明的优点在于K镜系统在消除45°扫描镜引起像旋的同时，通过加入双反射光学会聚主系统，使K镜的通光口径可以缩小10倍左右，从而减小了整个仪器的尺寸。
图1为无像旋的45度镜扫描光学系统最佳实施例结构示意图。
图2为实施例光学系统可见通道的光学传递函数曲线图。
图3为实施例光学系统红外通道的光学传递函数曲线图。
具体实施例方式先请参阅图1，图1是本发明无像旋的45°镜扫描光学系统最佳实施例的光路结构示意图。由图可见，本发明无像旋的45°镜扫描光学系统，沿光束前进的方向，依次包括45°扫描镜M1，由主镜M3和次镜M2构成的双反射光学会聚主系统，K镜消像旋系统和后光学系统构成，其中45°扫描镜M1的旋转轴为本光学系统的光轴，而且双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴都与本光学系统的光轴重合，而且双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜的通光口径一致。而次镜M2的口径为45°扫描镜M1的口径的1/10，因而K镜消像旋系统的通光口径即可缩小10倍，从而可以大大减小K镜的另件尺寸和回转半径，从而可以大大减小仪器的尺寸和降低电机的转动力矩要求。
下面是本发明光学系统的主要参数双反射光学会聚主系统主镜M3 顶点半径R＝500mm 抛物面镜次镜M2 顶点半径R＝170mm 双曲面镜K镜的通光口径φ51mmK镜的回转口径φ76.5mm该系统的光学成像过程如下光学系统成像原理为来自远方物体发出的平行光束，经45°扫描镜M1反射至双反射光学会聚主系统的主镜M3，主镜M3的口径与45°扫描镜的通光口径一致。然后由主镜M3反射至次镜M2，由次镜M2反射通过主镜M3中央的通光孔到K镜的第一反射镜M4，反射到K镜的第二反射镜M5，再反射到K镜的第三反射镜M6，最后进入后光学系统成像到焦面。而后光学系统可根据实际情况变更设置。
本发明光学系统用于星载望远镜，当卫星轨道高度794Km时，地面分辨率为1.1Km，光谱范围为0.43μm-12.5μm，焦距为200mm～640mm，口径为φ200mm。光学系统的光学传递函数均大于0.85，请见图2和图3，表明该光学系统的成像质量良好。
由于本发明光学系统中加设了双反射光学会聚主系统，其K镜的通光口径可缩小10倍，大大减小了整个仪器的尺寸。
权利要求
1.一种无像旋的45°镜扫描光学系统，包括45°扫描镜M1，K镜消像旋系统和后光学系统，其特征在于①.在45°扫描镜M1和K镜消像旋系统之间加设有双反射光学会聚主系统；②.45°扫描镜M1的旋转轴与双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。
2.根据权利要求1所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述的双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜M1的通光口径一致。
3.根据权利要求1或2所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述的双反射光学会聚主系统由主镜M3和次镜M2构成，主镜M3的反射面为抛物面，而次镜M2的反射面为双曲面。
4.根据权利要求3所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述主镜M3中心的通光孔径与次镜M2的口径相同，而且决定着K镜的通光口径。
全文摘要
一种无像旋的45°镜扫描光学系统，该系统包括45°扫描镜、双反射光学会聚主系统、K镜消像旋系统和后光学系统，45°扫描镜的旋转轴与双反射光学会聚主系统、K镜消像旋系统和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。所述双反射光学会聚主系统的主反射镜为抛物面镜，次反射镜的反射面为双曲面。本发明可缩小K镜的通光口径10倍左右，从而大大减小了仪器的尺寸。本光学系统适用于航天和军事领域。
文档编号G02B26/10GK1525202SQ0315105
公开日2004年9月1日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者张锷, 张 锷 申请人:中国科学院上海技术物理研究所