基于光程变化量的反射式光学系统敏感度理论分析与降敏设计方法

作     者：孟庆宇 汪洪源 王维 秦子长 王晓东 MENG Qing-yu;WANG Hong-yuan;WANG Wei;QIN Zi-chang;WANG Xiao-dong

作者机构：哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心黑龙江哈尔滨150001 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130031 中国科学院大学北京100049 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(No.XDA17010205) 国家自然科学基金资助项目(No.61705220) 中国科学院青年创新促进会项目(No.2019219) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2021年第29卷第1期

页      码：72-83页

摘      要：光学系统的最终性能不仅取决于其理论设计结果,更重要的是取决于光学系统建造过程中对于面形加工、装调位置和系统稳定性等误差因素的控制。为了探究反射式光学系统误差敏感度的影响因素及规律,以同轴两反式光学系统作为研究对象,提出了采用失调误差引起的光程变化量作为光学系统误差敏感程度的评价标准,理论推导了由反射镜位置失调因素引起的光程变化量的数学解析表达式,通过一套标准Ritchey-Chretien系统,并应用光线追迹的方法,计算了在各项失调扰动情况下所产生的实际光程变化量,与理论推导值对比,相对误差均在1%左右,证明了光程变化量理论表达式的正确性。在光程变化量理论研究的基础上,提出并建立了基于光程变化量作为评价准则的同轴反射式光学系统降敏设计方法。以一个焦距为5600 mm的同轴两反系统为例,通过15轮迭代优化,设计了同时满足光程变化量与波像差指标的光学系统,并通过光程变化量与波像差改变量的关系,验证了光程变化量作为敏感度评价标准的正确性和降敏设计方法的有效性。

主 题 词：光学设计 反射式光学系统 敏感度 降敏设计方法 光程变化量 

学科分类：0808[工学-自动化类] 070207[070207] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/OPE.20212901.0072

馆 藏 号：203102485...