摘要：设计了一种用于近红外观测相机的大视场大相对孔径光学系统,它全部采用球面透镜。分析了光学系统的设计难点及相关光学系统结构型式的特点。最终采用了反摄远型光学系统的结构型式,该光学系统的视场为100°,F数为1.5,焦距为5 mm,光谱范围为0.84～0.97μm。光学系统的传递函数全视场大于0.65(@77 lp/mm),相对畸变小于15%,像面相对照度不均匀性小于10%。由此可见,该光学系统的成像质量满足指标要求,并且具有相对畸变较小及各视场相对照度均匀等特点。

摘要：针对双波段成像系统可以有效提升红外相机的目标探测与识别能力,选择了折反射式双波段系统结构形成,提出共孔径分光路中波红外和长波红外双波段成像光学系统。2个谱段共用卡塞格林主光学系统,采用分色片实现双谱段分光。分光后2个谱段采用相互独立的中继透镜组,通过二次成像,实现双波段冷光阑100%匹配。2个谱段焦距均为800mm,工作谱段为3.7μm^4.8μm和7.7μm^10.3μm,中波和长波的F数分别为2.3和2.8,视场角为1.2°,该光学系统各谱段在各自乃奎斯特频率处调制传递函数接近衍射极限,可满足实际使用需求。

摘要：随着用户对定位精度的要求越来越高,遥感器对视轴稳定性的要求指标也越来越高。随着相机系统复杂性的提高,部组件设计完毕后复算视轴稳定性的迭代设计方法越来越不可取。为将视轴稳定性指标分解到部组件,利用线性光学理论,以某相机为例,使用CODEV得到光学系统的视轴灵敏度矩阵。在此基础上,使用蒙特卡洛法将相机总体视轴稳定性指标分解到了各部组件。结果表明,若要视轴保持0.45″(CE90)的稳定性指标,主镜、次镜、三镜应分别保证最大平移不超过0.76、1.5、2.5μm,最大角位移不超过0.1″、0.4″、0.8″。最后,根据设计后的相机模型复算了相机视轴稳定性,结果表明满足总体指标。该方法可为复杂遥感器设计之初的视轴稳定性指标分解提供参考。

摘要：针对某空间相机1m口径主反射镜的设计要求,以反射镜组件材料、径厚比、轻量化形式、支撑点数量等为设计变量,以施加1gn重力载荷以及2℃温升时反射镜面形变化均方根误差为目标函数,提出了一种三段可装配式柔性支撑结构。与常用的球铰支撑和Bipod支撑相比,文章中的支撑结构没有相对运动、机械摩擦和间隙,可以使反射镜基频更高。当受到载荷作用时,背板会产生变形,支撑结构中的柔性环节能够隔离由于背板变形而产生的应力,从而保证反射镜的面形精度。文章采用有限元分析的方法对反射镜组件动态特性、静态特性和热特性进行分析。结果表明,反射镜组件基频足够高、光轴水平时,同时施加1g_n重力载荷和2℃温升时面形变化均方根值能够满足设计要求,反射镜支撑结构设计合理。

摘要：针对机载小型轻质和宽温度场的使用需求，基于光学被动消热差理论，设计了共孔径共视场分光路可见光和红外双波段无热化成像光学系统。两个谱段共用卡塞格林主光学系统，采用分色片实现双谱段分光。分光后两个谱段采用相互独立的中继透镜组。红外波段通过二次成像，实现双波段冷光阑100％匹配。通过共视场设计提高不同探测波段目标的信息一致性。可见光和红外谱段焦距分别为1750mm和1000mm，工作谱段为0．45～0．9μm、3～5μm，入瞳孔径为250mm，视场角1．1°，光学系统各谱段耐奎斯特频率处调制传递函数接近衍射极限，在宽温度场范围内像质稳定，完全能够满足实际使用需求。

摘要：轻小型、高分辨率已经成为高光谱成像仪的发展趋势。文章基于Offner型光谱成像系统的结构特点,分析了高光谱成像仪前置望远系统的设计特殊性,利用同轴反射系统的几何光学理论求解方法,给出了一种长焦距、大视场的高光谱成像仪前置望远离轴三反远心系统的设计思路和设计结果,光学系统焦距2 500 mm,视场角达到12°。分析表明,该设计在奈奎斯特频率71.4线对/mm处调制传递函数接近衍射极限,结构紧凑,不仅适用于Offner型光谱仪前置望远光学系统,还可用于其它大视场远心光学系统。

摘要：提出了一种大相对孔径轻小型光学系统的设计方案,给出了设计方案及热分析结果。光学系统工作谱段500～800nm,视场角9°,相对孔径1/1.2,光学系统设计结果良好,弥散斑直径在两个像元尺寸之内,能够满足光学系统对能量集中度和弥散斑的要求。基于光学热补偿理论对光学系统进行了无热化分析和消热设计。通过分析不同温度下的传递函数和能量集中度曲线,可以看出在-10℃～40℃温度范围内系统性能稳定,基本实现无热化。

摘要：调制传递函数(传函)测试是空间相机研制过程的重要环节,常规传函测试需要用到平行光管。自准直传函测试方法是一种不依赖于平行光管的系统传函测试方案。首先介绍了自准直传函测试系统的原理和搭建方案。其次对比了平行光管测试的过焦曲线和自准直传函测试的过焦曲线,发现该系统对焦面离焦敏感程度不亚于平行光管,得到该系统可以用于判定焦面位置正确性的结论。再次分析了自准直靶标条纹经过平面镜反射后偏转的现象,该现象将引入测试误差。给出了偏转角的数值计算公式和条纹偏转对传函值影响的计算公式。针对离轴系统对偏转角敏感的问题,给出自准直靶标的设计方法。利用该方法可以将靶标条纹偏转造成的传函测试误差降至可以忽略的量级。然后讨论了采用自准直传函测试方案时相机探测器与测试靶标的拼接,分析了探测器滤光片对焦面位置的影响,提出了探测器与靶标共焦面的设计及拼接方案。最后总结了该测试方法在某型号相机的实际应用,为自准直传函测试方法在后续系统的应用打下基础。

摘要：为了最大限度地发挥大口径的优势,多波束激光雷达与高分辨率相机共孔径设计已成为激光雷达的发展趋势。文章基于陆地生态系统碳监测卫星的需求,分析了大口径共孔径成像系统的特点和设计要点,给出了一种米级口径大视场的可见光多光谱相机与多波束激光接收、高倍率压缩大气探测三通道共孔径成像光学系统的设计思路和设计结果。光学系统焦距8000mm/2667mm,大气探测实现40倍压缩并与后续的法布里-珀罗标准具衔接,光学系统结构紧凑,多光谱谱段在其耐奎斯特频率处的像质、大气平行光出射波前差、多波束激光能量集中度达到衍射极限。共用三镜调焦可以有效保证各通道像质均达到衍射极限,对于大气通道尤为有利。该设计方案不仅适用于多波束激光雷达多功能共孔径光学系统,也可用于其它大口径多通道共孔径光学系统中。

摘要：文章以同轴三反偏视场光学系统型式为例,利用ZEMAX宏建立优化函数,实现了将光学系统视场中心位置、视场大小作为变量进行优化设计,从而实现了综合考虑光学系统视场、像质及相关尺寸要求的整体优化。