[发明专利]一种结构紧凑的自由曲面离轴两反射望远物镜系统

权利要求书

1.一种结构紧凑的自由曲面离轴两反射望远物镜系统，其特征在于：包括观察反射镜(1)、会聚反射镜(2)和探测器(3)；

被探测目标的光线沿着传播方向，依次通过观察反射镜(1)、会聚反射镜(2)到达探测器(3)上成像；所述观察反射镜(1)的光焦度为负，所述会聚反射镜(2)的光焦度为正，孔径光阑位于观察反射镜(1)处；

所述观察反射镜(1)与会聚反射镜(2)的表面面形均为自由曲面，自由曲面的面形描述采用6阶扩展多项式，只包括x的偶次方项；

所述观察反射镜(1)、会聚反射镜(2)的离轴角均在10°～20°之间，沿x轴逆时针方向旋转；所述会聚反射镜(2)至探测器(3)像面沿y轴方向的距离小于70mm，所述观察反射镜(1)至会聚反射镜(2)沿x轴方向的距离小于60mm；

自由曲面离轴两反射望远物镜系统的F数范围为3.5～4.5，入瞳直径范围为30～50mm，视场角为矩形视场，对角视场范围在2.5°～3.5°；

所述会聚反射镜(2)上边缘与被探测目标的光线设置有一定距离，使得会聚反射镜(2)上边缘不与光线干涉；所述观察反射镜(1)上边缘与探测器(3)下边缘设置有一定距离，使得观察反射镜(1)上边缘与探测器(3)下边缘互不干涉。

2.根据权利要求1所述的结构紧凑的自由曲面离轴两反射望远物镜系统，其特征在于：所述观察反射镜(1)、会聚反射镜(2)的偏心量为0。

3.根据权利要求2所述的结构紧凑的自由曲面离轴两反射望远物镜系统，其特征在于：自由曲面离轴两反射望远物镜系统的F数为4，有效焦距为150mm，对角全视场为2.5°。

4.根据权利要求1或2或3所述的结构紧凑的自由曲面离轴两反射望远物镜系统，其特征在于：所述观察反射镜(1)与会聚反射镜(2)的扩展多项式为

式中，c为标准球面的顶点曲率；k为圆锥系数；z为自由曲面矢高，x，y分别代表自由曲面的两个坐标值；a_j为扩展多项式系数，m和n随扩展多项式项数增加而变化；

观察反射镜的扩展多项式中，Y的扩展多项式系数为8.459×10^-2，x²的扩展多项式系数为1.334×10^-2，y²的扩展多项式系数为-9.381×10^-4，x²y的扩展多项式系数为8.309×10^-4，y³的扩展多项式系数为1.059×10^-3，x⁴的扩展多项式系数为8.323×10^-5，x²y²的扩展多项式系数为1.084×10^-4，y⁴的扩展多项式系数为3.081×10^-5，x⁴y的扩展多项式系数为-4.333×10^-7，x²y³的扩展多项式系数为7.028×10^-7，y⁵的扩展多项式系数为-7.484×10^-7，x⁶的扩展多项式系数为-5.156×10^-8，x⁴y²的扩展多项式系数为-9.504×10^-7，x²y⁴的扩展多项式系数为-5.134×10^-7，y⁶的扩展多项式系数为-1.196×10^-7；

会聚反射镜的扩展多项式中，Y的扩展多项式系数为-6.622×10^-2，x²的扩展多项式系数为1.886×10^-2，y²的扩展多项式系数为--4.459×10^-2，x²y的扩展多项式系数为-3.316×10^-3，y³的扩展多项式系数为3.604×10^-3，x⁴的扩展多项式系数为1.672×10^-4，x²y²的扩展多项式系数为3.076×10^-4，y⁴的扩展多项式系数为1.944×10^-4，x⁴y的扩展多项式系数为1.139×10^-5，x²y³的扩展多项式系数为2.816×10^-5，y⁵的扩展多项式系数为1.704×10^-5，x⁶的扩展多项式系数为-2.643×10^-6，x⁴y²的扩展多项式系数为-2.895×10^-5，x²y⁴的扩展多项式系数为-3.074×10^-5，y⁶的扩展多项式系数为-1.310×10^-5。