准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法技术方案

本发明专利技术属于光学系统设计技术领域，尤其涉及一种准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法。方法包括：S1：设置准远心离轴三反光学系统的光学设计参数；S2：建立准远心约束条件，并结合准远心离轴三反光学系统的初始像差表达式构建评价函数；S3：根据准远心离轴三反光学系统的设计指标与结构形式，设置待优化光学参数的取值范围；S4：在相应的取值范围内，基于全局优化算法和局部优化算法对评价函数进行联合优化计算，获得准远心离轴三反光学系统的优化结构。本发明专利技术结合远心约束条件，且采用全局局部优化策略，大幅度提高变量全局搜索能力，最终优化所得的离轴初始结构在具有较高成像质量的同时兼具较高远心度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学系统设计，尤其涉及一种准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法。

技术介绍

1、反射式光学系统因其无色差和稳定性高等优点被广泛应用于空间光学领域，同轴反射式光学系统由于存在中心遮拦问题会导致mtf中的频段下降，离轴反射式光学系统虽可以避免中心遮拦问题，但离轴反射式光学系统存在优化起点难以获得的问题。较为传统的优化方式是在给定反射镜遮拦比、放大倍率的条件下，利用消像散条件并结合归一化像差系数，计算镜面圆锥系数，但该方法所使用的结构像差系数对设计指标并不敏感，轴外像差特性较差，最终的优化结果与初始结构相差较大，这对光学设计工作者的经验具有较高要求，大大阻碍了空间光学精密仪器的开发进程。

2、针对离轴反射式系统的初始结构获取问题主要包括以下三类：

3、1、基于系统遮拦比、放大倍率及系统归一化初级像差表达式，并结合消像散条件，求取各个反射镜的圆锥系数，获取对应的离轴三反初始结构。利用该方法获得的初始结构的轴外像差特性较差、最终优化结果与初始结构往往存在较大偏离，容易陷入局部最优解。

4、2、基于全局优化算法，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：在步骤S1中，准远心离轴三反光学系统的设计指标包括：准远心离轴三反系统的焦距、准远心离轴三反系统的视场、准远心离轴三反系统的孔径。

3.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：在步骤S2中，准远心约束条件S6为：

4.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：准远心离轴三反光学系统的结构形式包括有中间像面和中间像面。

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【技术特征摘要】

1.一种准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：在步骤s1中，准远心离轴三反光学系统的设计指标包括：准远心离轴三反系统的焦距、准远心离轴三反系统的视场、准远心离轴三反系统的孔径。

3.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：在步骤s2中，准远心约束条件s6为：

4.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：准远心离轴三反光学系统的结构形式包括有中间像面和中间像面。

5.根据权利要求1所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：在步骤s3中，待优化光学参数包括：次镜对主镜的遮拦比为，三镜对次镜的遮拦比为，次镜的放大倍率为，三镜的放大倍率为，四次项非球面系数，主镜圆锥系数，次镜圆锥系数，三镜圆锥系数。

6.根据权利要求5所述的准远心离轴三反光学系统的初始结构设计方法，其特征在于：主镜圆锥系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：付天骄，陈力，张星祥，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：