一種兩鏡五反光學系統設計

王 剛

(海軍駐西安二十所軍事代表室，陜西 西安 710065)

引言

隨著軍用光電技術的發展和作戰需求，寬光譜、多傳感器的光電裝備已經成為軍事裝備的新寵，而光電裝備中各傳感器之間光軸一致性要求是光電裝備發揮效能的保證，因此需要一種能檢測光電裝備各傳感器光軸一致性的光電測試儀器。目前光電測試儀器中的光學結構一般有折射式、反射式和折反射式等3種，其中折射式光學結構具有設計簡單，加工裝配容易、像質優良等諸多優點，因而在一般的光電測試儀器中使用較為廣泛，但是對于光譜范圍寬(可見、激光1.064 μm、紅外)，焦距長、相對孔徑較大的光學系統，由于存在透寬波譜光學材料少，色差校正困難的缺點，限制了其使用[1]。反射式光學結構不存在色差，能在寬光譜段工作，光路可以最大限度地折疊，容易實現輕量化設計，此外，由于非球面加工和測量技術的迅速發展，使得非球面的加工精度得到很好的保證，因此反射式光學系統尤其是兩鏡系統的應用將越來越廣泛。本文在兩鏡系統的基礎上設計了兩鏡五反光學系統，在不增加反射鏡的前提下實現5次反射，滿足多光譜、長焦距、縱向尺寸短的光學系統要求。針對兩鏡光學系統軸外像差難于校正的問題，采用高次非球面設計的方法解決成像質量的要求。

1 設計指標

設計的光電測試儀器光學系統滿足：工作波段0.4 μm～12 μm；視場1 mrad；F#=1.33；長焦距1.6 m；總長≤85 mm。

2 設計過程

2.1 設計思路

光學系統工作在寬光譜段，并且體積小，如果選用透射式光學系統，需使用寬光譜光學材料，尺寸很難達到技術指標要求，因此使用反射式光學結構?！?br>