[发明专利]一种小型化回扫补偿光学系统的折反式望远系统设计方法

摘要

本发明涉及一种小型化回扫补偿光学系统的折反式望远系统设计方法。该设计方法主要包括确定回扫补偿望远系统视场的最小增加量，确定各通道口径最小的望远系统倍率，以及确定具体光学元件结构参数。该设计方法适用于小型化、多波段、无中间实焦点的折反式望远系统设计。此方法能够优化望远系统视场和倍率，使得后端各通道设计难度降低，具有广泛的适用性。

主权项

1.一种小型化回扫补偿光学系统的折反式望远系统设计方法，所述望远系统包括主反射镜、次反射镜、多波段目镜组和快速反射镜，主反射镜与次反射镜构成卡塞格林物镜，平行光依次通过卡塞格林物镜和目镜组后，由快速反射镜反射偏折后出射；其特征在于：该望远系统设计方法包括以下步骤：步骤1：根据平台转速确定满足回扫补偿无渐晕或挡光的望远系统最小视场增加量Δω_FOV＝2ωt，ω为平台转速，t为光学系统面阵探测器曝光时间；得到望远系统的总视场为ω_FOV＝ω_max+Δω_FOV，ω_max为光学系统中各通道视场要求最大值；步骤2：根据望远系统入瞳直径以及光学系统多波段通道结构尺寸限制，确定使得望远系统中快速反射镜后各通道尺寸最小的望远系统倍率其中D为望远系统入瞳直径，L为望远系统出瞳距最远通道第一面镜的距离，ω_L为该通道的视场角；步骤3：根据望远系统倍率M＝f′_o/f′_e，结合各通道最大F数确定卡塞格林物镜焦距为f′_o＝FD和多波段目镜组焦距为f′_e＝f′_o/M；步骤4：将望远系统中的目镜组位于主镜中心孔处，使焦点伸出量d_out＝f′_e；根据望远系统入瞳直径D、卡塞格林物镜焦距f′_o及焦点伸出量d_out，并利用两反系统参数求解方法确定主反射镜和次反射镜参数；步骤5：根据光学系统工作波段确定多波段目镜组材料，确定目镜组结构形式；而后结合卡塞格林物镜对多波段目镜组进行匹配优化。