[发明专利]自由曲面光学望远系统

说明书

本发明涉及一种自由曲面光学望远系统，包括相邻且间隔设置的一主镜、一次镜、一补偿镜以及一球面反射镜，所述主镜和所述次镜的面形为非球面，且所述主镜用作孔径光阑，所述补偿镜的面形为自由曲面，所述球面反射镜的面形为球面，从光源出射的光线依次经过所述主镜、所述次镜、所述补偿镜以及所述球面反射镜反射到像面成像。

技术领域

本发明涉及光学设计领域，尤其涉及一种自由曲面光学望远系统。

背景技术

光学系统的光学性能与许多因素有关。通常发现，在不改变系统其他特性的情况下，很难改善某一个光学参数。与折射系统相比，反射系统具有透射率高，没有色差和较大孔径的优点。因此，反射系统被广泛用于空间光学领域。Ritchey-Chretien(R-C)望远镜系统是同轴反射设计，其中包含两个双曲面镜，可以在狭窄的视野中很好地校正球差和彗差。尽管R-C望远镜的视野很窄，但由于其结构简单且图像质量出色，它仍然可以用作大多数天文望远镜的原型。多年来，设计人员通常一直在改进R-C望远镜的视场。例如，一些设计者增加了折射透镜来改善视野，但是会导致工作波段变得狭窄和透过率变低。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种具有宽的工作波段及大视场的自由曲面光学望远系统。

一种自由曲面光学望远系统，包括：包括相邻且间隔设置的一主镜、一次镜、一补偿镜以及一球面反射镜，所述主镜和所述次镜的面形为非球面，且所述主镜用作孔径光阑，所述补偿镜的面形为自由曲面，所述球面反射镜的面形为球面，从光源出射的光线依次经过所述主镜、所述次镜、所述补偿镜以及所述球面反射镜反射到像面成像。

相较于现有技术，本发明提供的自由曲面光学望远系统中补偿镜采用光学自由曲面，相对于球面或非球面设计自由度更多，更有利于校正像差，获得更好的成像质量。所述自由曲面光学望远系统包括自由曲面补偿镜和球面反射镜，在自由曲面补偿镜和球面反射镜的配合下，可以使系统在可见光波段成像，还可以减小所述光学望远系统的体积；同时，也扩大所述光学望远系统的视场角。另外，所述球面反射镜的球面加工简单，易于装配。综上，自由曲面补偿镜和球面反射镜的配合使用使自由曲面光学望远系统具有更好的成像性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自由曲面光学望远系统的示意图。

图2为本发明提供的自由曲面光学望远系统的传递函数(MTF)图。

图3为为本发明实施例提供的自由曲面光学望远系统系统的RMS波前误差图。

主要元件符号说明

自由曲面光学望远系统         100

主镜                         102

次镜                         104

补偿镜                       106

球面反射镜                   108

像面                         110

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。