基于离轴四反的空间引力波探测激光发射望远镜设计

用于空间引力波探测的星载望远镜在航天器间进行激光的传输以支持精密干涉测量系统,因此望远镜的光程稳定性已经成为一项关键的技术指标。在此系统中,光瞳像差与传统的像平面像差相比在了解系统光程稳定性需求、评价望远镜成像质量以及抑制抖动光程耦合噪声等方面可提供更深刻的见解。本文基于传统像平面像差理论和光瞳像差理论,建立了望远镜的初始结构,然后利用光学软件Zemax的宏编程实现了光瞳像差和像平面像差的自动校正,从而实现了高性能星载望远镜的设计,仿真结果显示满足天琴任务的需求。

制冷型大面阵自由曲面离轴三反光学系统设计(特邀)

针对超大面阵红外遥感探测的需求,设计了一个基于自由曲面的超大矩形视场制冷型离三反光学系统。系统采用一个偶次非球面反射镜和两个自由曲面反射镜组成二次成像的结构,具有实出瞳并与冷光阑匹配,能够实现100%的冷光阑效率。与其他离轴三反系统相比,该系统最大特点在于其适配了4 k分辨率的大面阵红外探测器,具有视场大、无遮拦、成像质量好等技术特点。系统焦距为150 mm,工作波段为1.5~5μm,工作F数为5,视场为30°×25°。结构上,主镜采用偶次非球面,次镜和三镜采用XY多项式自由曲面,以校正大视场下的各种像差,系统在各个视场下调制传递函数在25 lp/mm处均大于0.4,满足大面阵红外探测器的成像质量要求。