[发明专利]一种复合角锥棱镜

说明书

本发明公开了一种复合角锥棱镜，所述复合角锥棱镜由三个角锥棱镜胶合而成，其中包括一个大的和两个小的角锥棱镜，小角锥的直角面边长和底面边长分别大角锥直角面边长及其底面边长的三分之一，并且大角锥底面除了有效反射区以及与小角锥胶合区域外均为掩膜区。对于从底面正六边形有效反射区域进入该复合角锥棱镜的光束都将从该区域按原光束方向返回，且光束刚好绕其自身中心发生180°旋转。本发明的优点在于：角锥棱镜消除了由于反射元件因自身安装倾斜问题或者是反射元件本身在系统的运行过程中发生震动引起旋转或倾斜问题而导致所构建的自准直光路发生倾斜或者偏心的问题，降低了系统安装反射光学元件的难度系数，保证了系统运行的稳定性。

技术领域：

本发明具体涉及一种复合角锥棱镜，用于为对地观测大口径合成孔径空间望远镜系统的拼接镜共面检测系统构建自准直光路。

背景技术：

在对地观测大口径空间望远镜实际应用中，由于运载火箭整流罩尺寸的限制以及单一整镜加工能力的限制，大口径空间望远镜只能通过子镜拼接的方式合成，然后在轨展开，因此需要对合成孔径空间望远镜系统的拼接镜进行在轨共面检测。

通常空间望远镜成像系统的检测目标选择来自于太空中无穷远的星点或者通过选择地球表面目标产生或反射的光信号为系统提供检测光源，此时由于光源与对地观测系统相距较远，可认为检测光路为准直光路。但是在对地观测过程中，若望远镜系统通过地球表面目标产生或反射的检测光，比如找某一特征地貌对系统进行检测时，则空间望远镜系统只能根据卫星飞行轨道得到周期性的检测；当系统通过找遥远的星体进行检测时，对地观测系统则需要调整卫星的观测姿态。而本发明中采用新型复合角锥棱镜为对地观测系统搭建自准直检测光路，实现了为对地观测大口径合成孔径望远镜系统的后续检测系统提供自准直光路，解决了对地观测成像系统拼接镜共面检测实时检验的问题；从而也解决了对地观测遥感系统根据卫星飞行轨道通过找某一特征地貌进行检测时只能进行周期性检测的问题，以及对地观测望远镜系统通过找无穷远星体提供准直光源进行检验时卫星的姿态调整问题。

角锥棱镜是一种全反射棱镜，对于从其底面以任意方向进入有效通光孔径的入射光线，经三个反射表面顺序反射以后，都将被高效地以与入射光线相反的方向反射回去，且当棱镜以锥顶为中心向任意方向偏转，出射光线方向不变，角锥棱镜出射光线和入射光线关于过角锥顶点且垂直于入射面的直线对称。因此角锥棱镜消除了由于元件安装存在倾斜误差而带来的准直光路倾斜的问题，而光学系统的波前差对光路倾斜分量较敏感，因此由于光路的微量倾斜就能严重地影响光学系统的成像波前，从而降低了系统的成像质量，倘若单纯采用平面反射镜来构建自准直光路，平面镜则需要达到非常高的安装精度，而采用角锥棱镜则高效的解决了该问题。

发明内容

本发明公开了一种复合角锥棱镜，其目的在于为对地观测大口径合成孔径空间望远镜系统的拼接面共面检测系统构建自准直内光路。用于解决对地观测大口径合成孔径系统拼接镜在轨运行期间进行实时共面检测的问题，并且也解决了反射元件高精度安装的问题，为保证空间大口径合成孔径实时对地观测望远镜的顺利运行提供了高效的技术途径。

所述复合角锥棱镜由三个角锥棱镜胶合而成，其中包括一个大的和两个小的角锥棱镜，两个小的角锥棱镜的直角面边长和底面边长分别是大角锥直角面边长以及其底面边长的三分之一；且小角锥底面的两个顶点分别位于大角锥底面相邻两边长三分之一的位置，另一个顶点刚好与大角锥的底面中心重合；根据两个小角锥的胶合位置则可以分别得出位于大角锥底面的两个有效后向反射区域，大角锥底面除了两个有效的后向反射区域以及与两个小角锥的胶合区域以外均进行遮光处理，使该部分无法对光束进行后向反射，而只有进入有效反射区域的光束可以按原方向返回。

本方法与现有的技术相比，具有以下优点及有益效果：