主三鏡一體化離軸三反光學(xué)天線(xiàn)設(shè)計(jì)

（中國(guó)空間技術(shù)研究院 西安分院，西安 710000）

引言

光學(xué)天線(xiàn)作為空間激光通信系統(tǒng)光束發(fā)射/接收的核心部件，其性能指標(biāo)將直接影響整個(gè)激光通信系統(tǒng)的光學(xué)性能[1-3]。目前，國(guó)內(nèi)外光學(xué)天線(xiàn)大多采用卡塞-格林兩鏡作為物鏡配合透射式目鏡組使用[4-6]，可避免裝調(diào)過(guò)程中反復(fù)尋找基準(zhǔn)，但次鏡遮攔造成能量損失、光學(xué)收發(fā)隔離度低、色像差、軸外像質(zhì)差等問(wèn)題。離軸三反式結(jié)構(gòu)[7]可有效消除軸外像差、色差，提高系統(tǒng)的光學(xué)收發(fā)隔離度，又能在較大視場(chǎng)范圍內(nèi)得到良好的成像質(zhì)量，但各反射鏡獨(dú)立加工，不可避免引入相對(duì)位置誤差。在光學(xué)裝調(diào)過(guò)程中，將主鏡固定到鏡筒上并以主鏡為基準(zhǔn)，依次調(diào)節(jié)次鏡、三鏡的平移和傾斜，裝調(diào)自由度共12個(gè)。由于裝調(diào)基準(zhǔn)與光學(xué)加工基準(zhǔn)不同，基準(zhǔn)誤差的傳遞會(huì)造成裝調(diào)難度大，裝調(diào)周期長(zhǎng)，因此降低離軸三反射光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)難度很有必要。

2010年，亞利桑那大學(xué)的Tuell，Michael T 等人[8]設(shè)計(jì)了三反式大口徑巡天望遠(yuǎn)鏡（LSST），并完成了反射鏡加工，主鏡和三鏡為一個(gè)基板上的2個(gè)同心非球面反射鏡，在加工過(guò)程中控制主三鏡光學(xué)軸的傾斜和同心參數(shù)以保證基準(zhǔn)精度，并采用二元光學(xué)計(jì)算機(jī)全息圖（CGH）完成了面形檢測(cè)。2015年，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所高鐸瑞等人[9]設(shè)計(jì)了一種易于加工、裝調(diào)的離軸三反光學(xué)系統(tǒng)，將主三鏡改進(jìn)為一塊非球面反射鏡，焦距為1 000 mm，F(xiàn)數(shù)為10，2°×0.4°視場(chǎng)內(nèi)像質(zhì)良好，降低了光學(xué)加工的復(fù)雜度，減少了裝調(diào)難度。……