多反射望遠鏡系統(tǒng)的設計.pdf

1、反射光學望遠鏡具有廣泛的應用，反射望遠鏡在成像過程中不產(chǎn)生色差，并可以實現(xiàn)大孔徑、高分辨率的遙感。文中就多種反射望遠鏡的應用與反射望遠鏡系統(tǒng)設計的發(fā)展進行了概述。
　　目前，反射光學望遠鏡系統(tǒng)的設計方法已經(jīng)發(fā)展至四反射的，在光學設計方法的指導下，可以較高效率的完成四反射望遠鏡的光學設計。五反射望遠鏡已于2011年在美國雷神公司(Raytheon Company)研制，但五反射望遠鏡光學設計方法還沒有建立，于是出現(xiàn)了光學設計方法滯后

2、于望遠鏡應用的局面。為了克服光學設計方法滯后于望遠鏡應用的局面，順利實現(xiàn)多反射望遠鏡的光學設計，在前人科研成果的基礎上進一步發(fā)展，本文分別建立了孔徑光闌位于第一鏡面處的同軸五反射、同軸六反射光學望遠鏡系統(tǒng)的設計方法。對同軸六反射望遠鏡系統(tǒng)的光學設計方法進行數(shù)學物理的處理，可以分別得到同軸五反射、四反射、三反射、二反射與一反射望遠鏡的光學設計方法。以同軸五反射光學設計方法為基礎，經(jīng)過數(shù)學物理處理后，同樣可以得到少于五個反射面的同軸望遠鏡的

3、光學設計方法。以此類推可知，反射次數(shù)多的望遠鏡的設計方法包含了反射次數(shù)少的望遠鏡的設計方法，反射次數(shù)少的望遠鏡的設計方法是反射次數(shù)多的望遠鏡的設計方法的特例。
　　在多反射望遠鏡設計方法的指導下，可以較高效率地完成光學設計。以二反射、三反射望遠鏡的光學設計為例，通過求解光學設計方法中的方程組，獲得光學初始結構參數(shù)，經(jīng)過光學設計軟件的優(yōu)化，可以較高效率的完成光學設計。按照上述求解方程組進行設計的方法，文中還分別給出了寬視場離軸三反射

4、、寬視場離軸四反射、寬視場離軸五反射與寬視場離軸六反射望遠鏡的光學設計:
　　1.三反射望遠鏡系統(tǒng)
　　離軸三反射望遠鏡系統(tǒng)在視場寬、系統(tǒng)F/＃小的情況下，系統(tǒng)的后光路很難實現(xiàn)多于三個通道的分色，約束了離軸三反射望遠鏡功能的進一步增多。針對具有中間像面、光學視場4.4°×0.2°、小F/＃(F/3)的離軸三反射望遠鏡系統(tǒng)，應用自由曲面分色片進行分色，獲得了包括可見光波段、近紅外波段、短波紅外波段與中波紅外波段四個通道的離軸三

5、反射光學望遠鏡。
　　2.四反射望遠鏡系統(tǒng)
　　在三反射望遠鏡的基礎上再引入一個鏡面，實現(xiàn)光束的四次反射，可以降低光學制造的難度。針對光學視場16°×0.2°、小F/＃(F/3)、中波紅外波段的指標要求，設計了離軸四反射望遠鏡;針對光學視場20°×1°、大F/＃(F/10)、可見光波段（兼容紫外波段）的指標，設計了離軸四反射望遠鏡。
　　3.五反射望遠鏡系統(tǒng)
　　針對光學視場20°×0.2°、小F/＃(F/3)、

6、近紅外波段的指標要求，應用四個鏡面實現(xiàn)五次反射，完成了寬視場離軸五反射光學望遠鏡的設計。
　　4.六反射望遠鏡系統(tǒng)
　　針對光學視場32°×2°、小F/＃(F/3.33)、可見光（兼容紫外、近紅外與短波紅外）波段的指標要求，采用六個反射鏡面，完成了寬視場離軸六反射光學望遠鏡的設計。
　　在多反射望遠鏡系統(tǒng)的設計方法指導下，較高效率地設計出的光學望遠鏡系統(tǒng)，像質良好，均達到設計指標要求。
　　綜上所述，同軸五反射與