Off-Axis Три-Зеркальная Оптическая Система

Вне-осьТрехзеркальная оптическая система представляет собой усовершенствованный оптический дизайн, который обеспечивает высокое разрешение и широкоугольное изображение за счет комбинации трех зеркал. Эта система имеет широкое применение в таких областях, как астрономическое наблюдение, военная разведка и научные эксперименты.

Вне оси трехзеркальная оптическая система обычно состоит из трех основных зеркал: первичного зеркала (M1), вторичного зеркала (M2) и третичного зеркала (M3). Комбинация этих зеркал формирует оптический путь системы, и благодаря тщательному проектированию могут быть достигнуты высокие оптические характеристики.

Off-axisТрехзеркальная оптическая система имеет следующие примечательные особенности:

Беспрепятственный дизайн:Вне-осевая конструкция позволяет избежать засорения центральной части оптической системы, тем самым увеличивая пропускную способность системы. С точки зрения оптики Фурье, отсутствие центральной обструкции также предотвращает падение кривой функции передачи модуляции (MTF) на средних частотах, что помогает улучшить качество изображения и чувствительность обнаружения цели.

Высокое разрешение и широкое поле зрения:Если все три поверхности являются асферическими или даже поверхностями произвольной формы, многочисленные доступные переменные позволяют получить точный оптический дизайн. Вне осевая трехзеркальная система может одновременно обеспечивать высокое разрешение и широкопольные изображения, что делает ее пригодной для приложений, требующих наблюдения за большой площадью, особенно при разработке камер с пуш-метлами для дистанционного зондирования. Важно отметить, что поле зрения внеосевой трехзеркальной оптической системы часто смещено и не имеет вращательной симметрии, которая иногда может быть ограничена сценарием приложения.

Длина волны и экологическая универсальность:Как чисто отражающая оптическая система, она не производит хроматической аберрации, что делает внеосевую трехзеркальную систему хорошо подходящей для многоволновых систем обнаружения или двухцветных детекторов. Кроме того, атермализация по существу корректирует расфокусирование оптической системы при различных условиях окружающей среды. Если трехзеркальная оптическая система использует тот же материал, что и структурные компоненты для подложки, система будет расширяться и сжиматься пропорционально изменениям температуры, избегая тепловой аберрации, что является значительным преимуществом.

Гибкая структурная конструкция:Вне-осевая конструкция обеспечивает большую свободу для оптической системы, позволяя регулировать и оптимизировать основанные на различных потребностях применения. Однако эта структурная гибкость конструкции также создает проблемы для проектирования оптических систем. В настоящее время передовым направлением исследований является сочетание проектирования оптических систем с искусственным интеллектом, чтобы максимально упростить предварительную работу.

Структурные формы и оптические характеристики

Четыре типа структурных форм в основном различаются на основе направления складывания зеркал и относительного положения зеркал со следующими характеристиками:

Дизайн уровня 1:Имеет наибольший потенциал для коррекции поверхности произвольной формы. В этой форме конструкции относительные положения и углы между зеркалами тщательно разработаны, чтобы минимизировать начальные аберрации в наибольшей степени.

Дизайн уровня 2:Имеет некоторый корректирующий потенциал, но ограничен по объему. По сравнению с дизайном Tier 1, дизайн Tier 2 делает некоторые компромиссы в определенных геометрических параметрах, что приводит к немного более низкой производительности.

Дизайн уровня 3:Ограниченный потенциал коррекции. Эта конструкция имеет значительные начальные аберрации, и даже при коррекции поверхности произвольной формы конечная производительность не идеальна.

Tier 4 Дизайн:Минимальный потенциал коррекции. Эта конструкция имеет большие начальные аберрации, и эффект после коррекции поверхности произвольной формы все еще плохой, что затрудняет удовлетворение требований к высокопроизводительным изображениям.