大视场太赫兹光学成像系统设计

太赫兹(THz)波具有较高的透过性和时空分辨率等特性,在空间观测领域具有广阔的应用前景.对比于扫描成像,凝视成像具有成像性能高、速度快、结构简单等优点,而大视场成像是凝视型光学系统所必需的.因此,设计大视场凝视型THz光学系统具有重要的工程应用价值.采用反远距结构,利用Zemax设计了一款相对孔径为1、全视场角为60°的大视场THz光学成像系统.该系统采用4片式反远距共轴结构,由2片球面透镜和2片非球面透镜组成,同时透镜材料采用聚甲基戊烯(TPX)材料,整个系统具有结构紧凑、质量轻等优点.优化结果显示,各视场内的弥散斑均方根半径均小于艾里斑半径,在空间频率为12.5 lp/mm处全视场的调制传递函数(MTF)值高于0.3,表明该系统具有良好的成像质量.此外,公差分析结果表明,该系统具有较好的稳健性,加工工艺水准易于实现,符合设计要求.本设计对于THz空间大视场高分辨探测具有重要参考价值.