专利名称：一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统的制作方法
技术领域：
本发明属于空间光学技术领域中涉及的一种用于多光谱成像仪、成像光谱仪和光纤传像类仪器前置光学成像系统的远心离轴三反镜光学成像系统。
背景技术：
离轴三反镜光学成像系统具有结构简单、无遮拦、宽视场、无色差、像质好、结构紧凑等特点，可实现高分辨率和高能量利用率，被越来越多地应用于空间相机、成像光谱仪等空间对地成像观测领域，取得了快速的发展。后置光谱分光系统为远心光学系统的成像光谱仪和采用光纤传像的成像仪器都要求前置光学成像系统为远心系统；对于成像系统前具有光学窗口(太空观景窗)和扫描型成像仪器前具有指向反射镜等情况的应用，为保证成像系统视场和能量需要，还要求系统具有实入瞳并与其前的窗口或反射镜位置和尺寸一致。因此，采用具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统。与本发明最为接近的已有技术，是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所在先申请的国防发明专利，申请号为200910125577. 4，发明名称为“视场角为10°的远心离轴三反镜成像系统”，如
图1所示，包括主镜1、次镜2、三镜3和孔径光阑4，其主镜1为凹双曲面镜，次镜2为凸球面镜，三镜3为凹椭球面镜，孔径光阑4放置在次镜2上，孔径光阑4 到三镜3的距离是三镜3顶点曲率半径长度的一半，5为成像系统的像面。该系统存在的主要问题是系统前焦点为虚焦点，即系统入瞳为虚入瞳，无法满足具有实入瞳和远心要求的空间光学成像系统的应用需要。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于在保证远心、平像场和衍射极限调制传递函数的前提下，使系统前焦点为实焦点，特设计一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统。本发明要解决的技术问题是提供一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统。解决技术问题的技术方案如图2所示包括主镜6、次镜7、三镜8、孔径光阑9、像面10 和前焦面11 ；次镜7放置在主镜6的反射光路上，三镜8放置在次镜7的反射光路上；为了实现前焦点为实焦点，前焦面11到主镜6的距离为负值，即前焦面11位于主镜6前；为了实现像方远心，孔径光阑9放置在主镜6前与前焦面11重合，孔径光阑9即为系统入瞳；为了实现所需的视场宽度，主镜6、次镜7和三镜8需采用能够满足成像质量要求的最低次非球面镜，系统离轴后通过各反射镜相对于系统主轴的偏心和倾斜来平衡系统像差；设该离轴三反镜光学成像系统的相关结构参数f ‘为远心离轴三反镜光学成像系统的像方焦距， 札、R2和R3分别为主镜6反射面、次镜7反射面和三镜8反射面的顶点曲率半径，Cl1, d2和 d3分别为主镜6到次镜7、次镜7到三镜8和三镜8到像面10的距离，If为前焦面11到主镜6的距离，α工和α 2分别为次镜7对主镜6和三镜8对次镜7的遮拦比，遮拦比的定义为后反射镜离前反射镜焦点的距离，与《光学非球面的设计、加工与检验》(潘君骅著，苏州大学出版社，2004. 12) 一书中的定义相同；一般α工在。] 0.6的范围内取值，对应任一确定的Q1值，α 2都有相应的取值范围，使离轴三反镜光学成像系统结构合理。则1^ 和 R3分别满足公式
权利要求
1. 一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统，包括主镜(6)、次镜(7)、三镜 (8)、孔径光阑(9)，其特征在于还包括像面(10)和前焦面(11)；次镜(7)放置在主镜(6)的反射光路上，三镜(8)放置在次镜(7)的反射光路上；前焦面(11)到主镜(6)的距离为负值，即前焦面(11)位于主镜(6)前；孔径光阑(9)放置在主镜(6)前与前焦面(11)重合， 孔径光阑(9)即为系统入瞳；设该离轴三反镜光学成像系统的相关结构参数f'为远心离轴三反镜光学成像系统的像方焦距，R1A2和R3分别为主镜(6)反射面、次镜(7)反射面和三镜(8)反射面的顶点曲率半径，Cl1^d2 ^P d3分别为主镜(6)到次镜(7)、次镜(7)到三镜 (8)和三镜(8)到像面(10)的距离，If为前焦面(11)到主镜(6)的距离，Q1^P Ci2分另Ij 为次镜⑵对主镜(6)和三镜⑶对次镜(7)的遮拦比，一般α工在化4 0.6的范围内取值，对应任一确定的h值，Ci2都有相应的取值范围，使离轴三反镜光学成像系统结构合理，则R” R2和R3分别满足公式
全文摘要
一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统，属于空间光学技术领域涉及的成像系统。解决的技术问题提供一种具有实入瞳的远心离轴三反镜光学成像系统。技术方案包括主镜、次镜、三镜、孔径光阑、像面和前焦面；次镜放置在主镜的反射光路上，三镜放置在次镜的反射光路上；前焦面到主镜的距离为负值；孔径光阑与前焦面重合；设该成像系统相关结构参数f′为像方焦距，R1、R2和R3分别为主镜、次镜和三镜反射面的顶点曲率半径，d1、d2和d3分别为主镜到次镜、次镜到三镜和三镜到像面的距离，lf为前焦面到主镜的距离，α1和α2分别为次镜对主镜和三镜对次镜的遮拦比，R1、R2、R3、d1、d2、d3和lf分别满足相关公式，确定光学成像系统的结构尺寸。
文档编号G01J3/02GK102323671SQ20111027019
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘晓梅, 向阳 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所