[发明专利]一种紧凑型多孔径离轴合束系统内遮光筒阵列设计方法

权利要求书

1.一种紧凑型多孔径离轴合束系统内遮光筒阵列设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以多孔径离轴合束系统各抛物面主镜背板所在平面作为坐标XOY平面，以多孔径系统旋转对称轴为Z轴，建立空间右手坐标系；

2)在光学设计软件中，建立单个子孔径离轴合束系统模型，确定各子孔径离轴合束系统内遮光筒倾斜截面边缘最低点空间位置坐标；

3)根据系统尺寸限制及系统外部杂散光抑制角，确定单孔径离轴合束系统外遮光筒边缘点空间位置坐标；

4)根据单孔径离轴合束系统外遮光筒边缘点空间位置坐标和各子孔径离轴合束系统内遮光筒倾斜截面边缘最低点空间位置坐标，求解各子孔径之间视场外杂散光互相干扰的最大抑制角平面方程；

5)根据各子孔径离轴合束系统内遮光筒倾斜截面边缘最低点空间位置坐标，分别建立各离轴合束系统圆柱形内遮光筒空间圆柱曲面方程；

6)求解方程组，获得各子孔径离轴合束系统内遮光筒斜截面边缘最高点空间位置坐标；

7)根据各子孔径离轴合束系统内遮光筒倾斜截面边缘最低点与最高点的空间位置坐标，求解各子孔径离轴合束系统内遮光筒倾斜截面的倾角；

8)根据内遮光筒斜截面倾角与内遮光筒圆柱曲面方程，在三维建模软件中建立多孔径离轴合束系统内遮光筒阵列。

2.根据权利要求1所述的紧凑型多孔径离轴合束系统内遮光筒阵列设计方法，其特征在于：该方法具体步骤包括：利用光的直线传播原理和空间解析几何中不在同一直线上的三个点确定一个平面基本定理，求解两两相交平面方程与其对应子孔径离轴合束系统内遮光筒圆柱曲面方程，对于三孔径离轴合束系统，包括：

以多孔径离轴合束系统主镜背板所在平面作为坐标XOY平面，以多孔径系统旋转对称轴作为Z轴，建立右手坐标系，建立坐标系统后，根据光学系统参数，在光学设计软件中，分别确定各子孔径离轴合束系统内遮光筒孔径倾斜截面边缘最低点空间位置坐标：

A(x_a，y_a，z_a)；B(x_b，y_b，z_b)；C(x_c，y_c，z_c)

其中，x_a，y_a，z_a分别为空间点A的x、y、z轴坐标，x_b，y_b，z_b分别为空间点B的x、y、z轴坐标，x_c，y_c，z_c分别为空间点C的x、y、z轴坐标；

分别确定各子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒中心原点空间位置坐标：

O_A(x₁，y₁，0)；O_B(x₂，y₂，0)；O_C(x₃，y₃，0)

其中，x₁，y₁，0分别为空间点O_A的x、y、z轴坐标，x₂，y₂，0分别为空间点O_B的x、y、z轴坐标，x₃，y₃，0分别为空间点O_C的x、y、z轴坐标；

根据系统尺寸限制及系统外部杂散光抑制角，确定单孔径离轴合束系统外遮光筒边缘点坐标：

D(x_d，y_d，z_d)；E(x_e，y_e，z_e)；F(x_f，y_f，z_f)

其中，x_d，y_d，z_d分别为空间点D的x、y、z轴坐标，x_e，y_e，z_e分别为空间点E的x、y、z轴坐标，x_f，y_f，z_f分别为空间点F的x、y、z轴坐标；

ABF三点确定平面：

上式中(a₁，b₁，c₁)为向量的空间坐标，

上式中(a₂，b₂，c₂)为向量的空间坐标，

上式中为ABF三点确定平面的法向量，(A₁，B₁，C₁)为向量的空间坐标，同理可得ACF三点确定平面的法向量BCD三点确定平面的法向量ABF三点确定的平面方程为：

A₁(x-x_a)+B₁(y-y_a)+C₁(z-z_a)＝0 (1)

ACE三点确定的平面方程为：

A₂(x-x_c)+B₂(y-y_c)+C₂(z-z_c)＝0 (2)

BCD三点确定的平面方程为：

A₃(x-x_b)+B₃(y-y_b)+C₃(z-z_b)＝0 (3)

以O_A为中心原点的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒曲面方程：

上式中R₁为以O_A为圆心的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒的投影半径，

同理，以O_B为中心原点的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒曲面方程：

上式中R₂为以O_B为圆心的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒的投影半径，

以O_C为中心原点的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒曲面方程：

上式中R₃为以O_C为圆心的子孔径离轴合束系统圆柱形内遮光筒的投影半径。