1.一种大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统,其特征在于,包括入射光瞳(1)、观察反射镜(2)、会聚反射镜(3)和探测器(4),采用折转光路的形式,光线经过外置的入射光瞳(1)后依次经过观察反射镜(2)和会聚反射镜(3),到达探测器(4)像面;所述观察反射镜(2)仅含有沿Y轴负方向的离轴量,无倾斜量,离轴量范围为80mm~100mm;所述会聚反射镜(3)包括离轴量和倾斜量,沿Y轴负方向的离轴量范围为260mm~300mm,绕X轴逆时针方向的倾斜量范围为45°~55°;所述观察反射镜(2)和会聚反射镜(3)面型均为XY多项式自由曲面,且仅用前四阶项;F数范围为2.75~4.0,入瞳直径范围为70mm~90mm;对角全视场角范围为1.5°~3.5°;工作波长范围为486nm~656nm可见光波段;采用分视场逐步拓展优化的方式,沿X轴正方向进行优化;
观察反射镜(2)和会聚反射镜(3)采用的自由曲面数学表示,表达式如下:m n
式中c为自由曲面的曲率半径;k为自由曲面的二次曲面系数;aj为xy 项的系数,m和n分别为预先设定的非负整数,且m+n≥1;
m n
自由曲面的xy项 观察反射镜2 会聚反射镜3x 0 0
y ‑0.190 ‑0.159
2 ‑4 ‑8
x ‑4.718×10 ‑3.058×10xy 0 0
2 ‑4 ‑4
y ‑3.554×10 1.294×103
x 0 0
2 ‑7 ‑7
xy ‑6.939×10 ‑6.577×102
xy 0 0
3 ‑7 ‑7
y ‑8.206×10 ‑2.772×10
4 ‑9 ‑10
x 1.257×10 7.395×103
xy 0 0
2 2 ‑9 ‑10
xy 2.478×10 ‑1.562×103
xy 0 0
4 ‑9 ‑10
y 1.556×10 ‑7.114×10观察反射镜(2)和会聚反射镜(3)面型参数如上表所示。
2.根据权利要求1所述的大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统,其特征在于,在全视场范围内,各个视场的像点半径均方根值均优于探测器(4)单个像素大小10μm;在截止空间频率50lp/mm处,各个视场的MTF值均优于0.4。
3.根据权利要求1所述的大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统,其特征在于,整体物理结构尺寸长度不超过300mm,宽度不超过100mm,高度不超过200mm。
4.根据权利要求1所述的大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统,其特征在于,所述探测器(4)在486nm~656nm可见光波段上具有灵敏度。
5.根据权利要求1所述的大相对孔径离轴两反自由曲面望远光学系统,其特征在于,所述观察反射镜(2)的上边缘与探测器(4)像面的下边缘互不干涉,所述会聚反射镜(3)的上边缘与入射光瞳(1)的下边缘互不干涉。