凸非球面加工 被引量：22

1

作者 郝沛明 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第10期931-937,共7页

凸非球面加工一直是很困难的。本文从三级像差理论出发,对以前凸非球面加工方法作一简单描述,对目前采用新方法进行详细的讨论,并给出加工凸非球面的实例。

关键词 凸非球面 三级像差理论 透镜

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大口径、离轴凸双曲面反射镜的补偿检验 被引量：7

2

作者 胡明勇 王鹏 +2 位作者 郝沛明 江庆五 刘文清 《光学技术》 EI CAS CSCD 2004年第2期240-241,244,共3页

大口径、大相对孔径凸非球面镜的加工一直都是很困难的。从三级像差理论出发,设计出了离轴凸双曲面反射镜的Null补偿检验系统,克服了采用Hindle球检验口径过大的问题。从设计的结果可以看出,凸双曲面反射镜的像差已经得到了很好的校正,... 大口径、大相对孔径凸非球面镜的加工一直都是很困难的。从三级像差理论出发,设计出了离轴凸双曲面反射镜的Null补偿检验系统,克服了采用Hindle球检验口径过大的问题。从设计的结果可以看出,凸双曲面反射镜的像差已经得到了很好的校正,从而使检验变得更加方便。 展开更多

关键词 离轴 凸双曲面反射镜 三级像差理论 补偿检验 Hindle球 空间光学

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反射镜补偿检验 被引量：8

3

作者 郝沛明 付联效 +1 位作者 袁立银 李韦韦 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期831-835,共5页

在光学加工中，反射镜可以很好地补偿待检镜，解决加工中的一些难题。通过三级像差理论求解反射镜补偿检验二次曲面的初始结构参量，令球差系数ΣS1=0，补偿镜e1^2可选择球面或椭球面，推导出补偿镜和待检镜之间关系的表示式。e1^2=0、0... 在光学加工中，反射镜可以很好地补偿待检镜，解决加工中的一些难题。通过三级像差理论求解反射镜补偿检验二次曲面的初始结构参量，令球差系数ΣS1=0，补偿镜e1^2可选择球面或椭球面，推导出补偿镜和待检镜之间关系的表示式。e1^2=0、0．1、0．2、0．3、0．4，按公式画出e2^2／a-β，ar02／r01～β的曲线图，从中确定β∝α，e1^2,e2^2,r01,r02,d12的对应关系，解出补偿检验的初始结构参量，分析补偿镜放置待检镜曲率中心前α〉0，α〉1和后α〈0、β≥0，β≤0对应待检镜的e2^2各种求解。分析看出：这包括了补偿检验的全部功能，对凸和凹的二次曲面都可以进行补偿检验，其中有以前提出的解，也有以前没有发现的解，对补偿检验的全面分析是非常有益的。 展开更多

关键词 成像系统 补偿检验 三级像差理论 二次曲面

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自准校正单透镜检验凸非球面的方法研究 被引量：7

4

作者 戚丽丽 郑列华 +1 位作者 叶璐 张金平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期107-113,共7页

针对凸非球面大口径、大相对孔径、全口径检验难的问题,提出了一种利用自准校正单透镜检验凸非球面的方法。该方法通过在单透镜的凸面镀半反半透膜构成自准校正透镜,校正非球面的球差,从而实现大口径凸非球面的全口径检验。依据三级像... 针对凸非球面大口径、大相对孔径、全口径检验难的问题,提出了一种利用自准校正单透镜检验凸非球面的方法。该方法通过在单透镜的凸面镀半反半透膜构成自准校正透镜,校正非球面的球差,从而实现大口径凸非球面的全口径检验。依据三级像差理论,推导了初始结构参数计算公式,介绍了检验光学系统的设计方法;对口径为240.62 mm、相对孔径为0.48的凸扁球面光学检验系统进行了模拟设计。系统优化后的残余波像差峰谷(PV)值为0.00025λ,均方根(RMS)值为0.0001λ(λ=632.8 nm)。将该方法用于工程项目中口径为287 mm、相对孔径为0.74的凸双曲面反射镜检验中,测得镜面RMS为0.021λ,验证了该方法的可行性。最后对该方法的适用性以及像差校正能力进行分析。研究结果表明:该方法可以实现任意偏心率凸非球面的全口径检验,在大口径、大相对孔径凸非球面全口径检验时具有较大优势。 展开更多

关键词 光学设计 凸非球面 自准校正透镜 三级像差理论

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一种凸非球面镜补偿检验的新方法 被引量：7

5

作者 陶春 潘君骅 胡明勇 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期123-126,共4页

凸非球面检验是光学检验中一个比较困难的问题。结合一块Φ110mm的凸双曲面镜,在分析几种传统检验方法的基础上,提出了一种用透镜组补偿检验凸非球面的新方法。令球差系数∑S1=0,用三级像差理论求解光学系统的初始结构,并通过Zemax光学... 凸非球面检验是光学检验中一个比较困难的问题。结合一块Φ110mm的凸双曲面镜,在分析几种传统检验方法的基础上,提出了一种用透镜组补偿检验凸非球面的新方法。令球差系数∑S1=0,用三级像差理论求解光学系统的初始结构,并通过Zemax光学设计软件对初始结构进行优化,克服了传统检验方法的缺点和不足。从设计结果可以看出,系统的像差得到了很好的校正,使得凸双曲面达到了很高的检验精度,从而使非球面的检验更加方便。 展开更多

关键词 凸非球面检验 透镜组补偿检验 三级像差理论 光学设计

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超大相对孔径抛物面反射镜的补偿检验 被引量：6

6

作者 胡明勇 刘文清 +1 位作者 张权 江庆伍 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期155-158,共4页

在基于像差理论的基础上,对于超大相对孔径抛物面反射镜,提出了三片补偿镜和一片场镜的零位补偿检验方法,详细论述了补偿检验系统的设计过程,成功地设计了相对孔径为F0．6,口径为φ290 mm的抛物面反射镜的补偿检验系统,从整个设计的结... 在基于像差理论的基础上,对于超大相对孔径抛物面反射镜,提出了三片补偿镜和一片场镜的零位补偿检验方法,详细论述了补偿检验系统的设计过程,成功地设计了相对孔径为F0．6,口径为φ290 mm的抛物面反射镜的补偿检验系统,从整个设计的结果看出,检验系统的像差被很好的校正,完全达到衍射极限。 展开更多

关键词 光学检测 超大相对孔径 零位补偿检验 三级像差理论

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一种非完善成像离轴三反装调补偿系统研究 被引量：6

7

作者 李昭阳 胡明勇 +4 位作者 白茜 封志伟 刘晨凯 蔡晓波 孙东起 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期168-173,共6页

为了实现非完善成像离轴三反系统的高质量装调,提出了一种置于三反系统焦点前的像差补偿系统的设计方法。基于高斯光学,推导了补偿系统参数与像点空间位置的关系,并根据三级像差理论,设计出补偿系统的初始结构。利用有效口径为400 mm、... 为了实现非完善成像离轴三反系统的高质量装调,提出了一种置于三反系统焦点前的像差补偿系统的设计方法。基于高斯光学,推导了补偿系统参数与像点空间位置的关系,并根据三级像差理论,设计出补偿系统的初始结构。利用有效口径为400 mm、F数为3.9的离轴三反系统,对所提方法进行了分析,验证了方法的可行性。所提方法有效提高了优化效率,适用于多种类型的反射系统。最终设计结果以相对较小的口径实现了非完善成像离轴三反系统的高质量装调,有效降低了装调成本,提高了装调效率。 展开更多

关键词 光学设计 三级像差理论 高斯光学 离轴三反系统 像差补偿系统

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折反射式零位补偿检验 被引量：6

8

作者 张珑 胡文琦 +1 位作者 郑列华 郝沛明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期7-11,共5页

结合奥夫纳尔折射式零位补偿器和马克苏托夫反射式零位补偿器的优点,对大口径、大相对孔径凹非球面加工检验提出一种折反射式零位补偿检验法.该方法采用放置在非球面顶点曲率中心之前的两块透镜和一块反射镜来实现大口径凹非球面零位补... 结合奥夫纳尔折射式零位补偿器和马克苏托夫反射式零位补偿器的优点,对大口径、大相对孔径凹非球面加工检验提出一种折反射式零位补偿检验法.该方法采用放置在非球面顶点曲率中心之前的两块透镜和一块反射镜来实现大口径凹非球面零位补偿检验.依据三级像差理论,推导了初始结构计算公式;通过对口径为1 000mm、顶点曲率半径为4 000mm、偏心率为1.05、中心孔为200mm的凹非球面进行补偿器设计,完成了原理验证,优化后系统剩余波像差峰谷值为0.004 2λ.研究结果表明该方法轴向光路长度短,补偿能力强,可用于允许部分中心遮拦的大口径、大相对孔径凹非球面检验. 展开更多

关键词 光学设计 折反射式补偿器 三级像差理论 非球面 补偿检验 大口径 大相对孔径

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离轴非球面无光焦度系统的设计 被引量：6

9

作者 刘秀梅 李红光 《红外》 CAS 2010年第7期14-17,共4页

以三级像差理论为基础,对反射式无光焦度系统的像差进行了分析。得出的结论为:在主、次镜均为抛物面的前提下,反射式无光焦度系统可以同时消除四种像差。以此结论为基础,综合离轴反射系统的优点,得出了一套离轴反射式无光焦度系统。以... 以三级像差理论为基础,对反射式无光焦度系统的像差进行了分析。得出的结论为:在主、次镜均为抛物面的前提下,反射式无光焦度系统可以同时消除四种像差。以此结论为基础,综合离轴反射系统的优点,得出了一套离轴反射式无光焦度系统。以光束口径为φ100mm、缩束倍率β=5、主镜离轴量h=150mm的离轴反射式无光焦度系统为例,根据系统的像差结果可以看出,三级像差理论的分析结果是正确的。 展开更多

关键词 三级像差理论 离轴反射镜 无光焦度系统 光学设计

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带有无光焦度校正板两镜系统的三级像差校正 被引量：5

10

作者 郝沛明 李可新 袁立银 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期231-235,共5页

为增强光学系统校正像差的能力或者避免使用非球面,可在两镜系统中引入无光焦度校正板。该类系统中含有7个变数,有利于系统的像差校正,并且无色差。依据三级像差理论、规一化法及近轴公式,对该类系统进行了像差校正的理论分析,得出了各... 为增强光学系统校正像差的能力或者避免使用非球面,可在两镜系统中引入无光焦度校正板。该类系统中含有7个变数,有利于系统的像差校正,并且无色差。依据三级像差理论、规一化法及近轴公式,对该类系统进行了像差校正的理论分析,得出了各种平衡三级像差的校正条件。并通过一个实例,借助光学设计软件对此进行了验证。带有无光焦度校正板两镜系统的三级像差校正理论分析,对该类光学系统的设计有一定的参考价值。 展开更多

关键词 光学设计 无光焦度校正板 两镜系统 三级像差理论 像差校正

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多级衍射元件消色差系统的面型分析

11

作者 郑博洋 薛常喜 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-8,共8页

多级衍射元件在衍射望远系统消色差领域的应用逐渐成为热点。基于赛德尔三级像差理论,对由多级衍射光学元件、折射光学元件和菲涅耳衍射元件三元件组合的光学系统展开分析。在400~700 nm工作波段,通过数学推导校正表面系统的球差,同时... 多级衍射元件在衍射望远系统消色差领域的应用逐渐成为热点。基于赛德尔三级像差理论,对由多级衍射光学元件、折射光学元件和菲涅耳衍射元件三元件组合的光学系统展开分析。在400~700 nm工作波段,通过数学推导校正表面系统的球差,同时实现消色差及复消色差。对系统在平面、球面和非球面不同面型下的成像质量进行比对。当系统为非球面设计时,调制传递函数在截止频率50 lp/mm处高于0.6683,优于平面和球面设计,衍射圈入能量更高,成像质量更好。该研究为将多级衍射元件组合系统运用到消色差领域提供了参考。 展开更多

关键词 衍射 多级衍射元件 三级像差理论 消色差 非球面 折衍射混合

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无限远前后零位补偿结合的非球面检验 被引量：4

12

作者 王欣 刘强 +2 位作者 周浩 贾建军 舒嵘 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期166-175,共10页

利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进... 利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进行了推导求解,分析了初始参量与归一化数据的关系,再利用光学软件对计算结果进行缩放与优化。在不同的前零位补偿透镜放大率下,设计了四个具有不同曲率半径的凹抛物面镜,并给出了非球面镜的最大口径和最大相对孔径。采用具有1/10口径比的补偿透镜,实现了口径为3.7 m、相对孔径为1/1.2的非球面镜面形检验,面形波前误差峰谷(PV)值优于0.1λ(λ=633 nm)。容差分析结果证明了检验系统的可行性。针对口径为500 mm、相对孔径为1/1的抛物面镜开展了原理实验,从可检验的最大非球面镜口径和实施难度方面对所提方法与常用方案进行了比较,前后零位补偿结合系统的设计面形波前误差PV值为0.061λ,面形波前误差均方根(RMS)值为0.009λ,实现了面形波前误差RMS值优于λ/40的检测精度。前后零位补偿结合的检验系统适用于具有4 m量级大口径、大相对孔径的非球面镜的高精度面形检测。 展开更多

关键词 光学设计 几何光学 非球面辅助光学系统 零位补偿检验 无限远光路 三级像差理论

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折反射检验大口径凸双曲面的研究 被引量：4

13

作者 赵鹏玮 张金平 +1 位作者 叶璐 郑列华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期276-281,共6页

为解决凸双曲面检验中因辅助反射镜的口径过大而导致其加工困难的问题,提出一种可用于检验凸双曲面反射镜的方法。在Hindle法的基础上,利用校正透镜和球面反射镜组成消像差系统,通过设计检验光路缩短了辅助反射镜与待检双曲面镜的距离... 为解决凸双曲面检验中因辅助反射镜的口径过大而导致其加工困难的问题,提出一种可用于检验凸双曲面反射镜的方法。在Hindle法的基础上,利用校正透镜和球面反射镜组成消像差系统,通过设计检验光路缩短了辅助反射镜与待检双曲面镜的距离。该方法不但可以减小辅助反射镜的口径,而且能够维持待检双曲面镜的有效口径不变。根据三级像差理论推导公式,设计口径为800 mm,顶点曲率半径为1800 mm,二次曲线常数为-2.25的大口径凸双曲面的检验光路。对所设计的检验光路进行分析,结果显示:其残余像差峰谷值为0.0003λ(λ=632.8 nm),均方根误差为0.0001λ。这表明该方法可以用于检验大口径、大相对口径凸双曲面,并且具有辅助面口径小、检验系统的长度较短的优点。 展开更多

关键词 光学设计 凸非球面检验 三级像差理论 非球面 大口径 大相对口径

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有限距离的凸非球面的透镜补偿检验方法 被引量：4

14

作者 潘俊鹤 胡明勇 +2 位作者 沈世东 陈小莲 刘希财 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期420-423,共4页

在用刀口检验凸双曲面反射镜时,一般采用传统的Hindle球检测法,但是在许多仪器中,需要曲面反射镜全口径使用,因此,Hindle球检测法是不合适的。此外,在很多情况下,刀口到待检非球面的距离很长,从而降低了刀口检验精度。为了解决这些问题... 在用刀口检验凸双曲面反射镜时,一般采用传统的Hindle球检测法,但是在许多仪器中,需要曲面反射镜全口径使用,因此,Hindle球检测法是不合适的。此外,在很多情况下,刀口到待检非球面的距离很长,从而降低了刀口检验精度。为了解决这些问题,结合口径Φ=120mm的凸双曲面的检测,在分析了传统检验方法的基础上,提出了有限距离球面波入射的凸非球面透射补偿检验方法。从设计结果上看,它缩短了刀口到待检非球面的距离,获得高精度补偿。实践表明,这种方法不仅能够提高加工效率,而且提高了加工精度,实际加工完成后,这块凸双曲面的RMS值达到了λ/60。 展开更多

关键词 应用光学 凸双曲面检验 透镜组补偿检验 三级像差理论 光学设计

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透镜补偿检验的研究与分析 被引量：3

15

作者 付联效 吴永刚 +1 位作者 郝沛明 王鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2057-2061,共5页

为了方便透镜补偿器的设计,从三级像差理论出发,推导出了求解透镜补偿检验二次曲面的初始结构参量之间关系的数学表达式.通过分析发现这些公式不仅包括了前人提出的补偿检验二次曲面的方法,也包括了以前没有提出过的方法.这些透镜补偿... 为了方便透镜补偿器的设计,从三级像差理论出发,推导出了求解透镜补偿检验二次曲面的初始结构参量之间关系的数学表达式.通过分析发现这些公式不仅包括了前人提出的补偿检验二次曲面的方法,也包括了以前没有提出过的方法.这些透镜补偿器既可以检验二次曲面,又可以检验高次曲面.用所提出的方法设计了一套补偿器,结果显示,当轴上波差1/108个波长,轴外波差1/13个波长时,该补偿器完全能够应用于实际中. 展开更多

关键词 三级像差理论 补偿检验 二次曲面

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Φ4m口径凹抛物面镜折反零位补偿检验 被引量：3

16

作者 胡文琦 叶璐 +1 位作者 何勇 郑列华 《量子电子学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期394-399,共6页

折反射式零位补偿检验是一种综合了Offner折射式和Maksutov反射式补偿检验优点的凹非球面检验方法,补偿能力强,检测光路紧凑。大口径和大相对孔径非球面检验是制约其加工质量提高的难题,针对口径为4 m、偏心率为1、顶点曲率半径为16 m... 折反射式零位补偿检验是一种综合了Offner折射式和Maksutov反射式补偿检验优点的凹非球面检验方法,补偿能力强,检测光路紧凑。大口径和大相对孔径非球面检验是制约其加工质量提高的难题,针对口径为4 m、偏心率为1、顶点曲率半径为16 m的大口径凹抛物面反射镜,设计了折反射式零位补偿器。基于三级像差理论对补偿器的初始结构进行了规划和计算,采用Zemax软件对初始结构参数进行了优化,得出了补偿器的最终结构,检验光路轴向尺寸约12 m,系统优化后剩余波相差为0.005λ。设计和仿真结果表明,这种折反射式零位补偿器对大口径凹非球面镜的加工检测是非常有利的。 展开更多

关键词 几何光学 大口径非球面检验 折反射式零位补偿检验 三级像差理论 光学系统设计

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反射式牛顿-施密特光学系统设计 被引量：3

17

作者 郝沛明 王正亭 +1 位作者 袁立银 李可新 《光学仪器》 2008年第4期41-45,共5页

透射式施密特校正板在使用上受到口径和波段的限制,所以需要展开对反射式系统的研究。从三级像差理论出发,并考虑到离焦量引起的焦距变化,推导反射式牛顿-施密特校正板方程式和各种消像差条件,并求解出反射式牛顿-施密特光学系统。材料... 透射式施密特校正板在使用上受到口径和波段的限制,所以需要展开对反射式系统的研究。从三级像差理论出发,并考虑到离焦量引起的焦距变化,推导反射式牛顿-施密特校正板方程式和各种消像差条件,并求解出反射式牛顿-施密特光学系统。材料选择方面反射材料比透镜材料更容易得到,更重要的是反射镜不产生色差。文中得出的公式经具体实例证实是正确的,可以作为光学系统设计的理论基础。 展开更多

关键词 非球面光学 三级像差理论 离焦量

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大口径大相对孔径非球面凹镜的零位补偿器设计 被引量：3

18

作者 李可新 袁立银 +1 位作者 郝沛明 周森林 《光学仪器》 2009年第4期44-48,共5页

针对大口径大相对孔径凹非球面反射镜加工检验困难的问题,提出了凹非球面的零位补偿检验方案。基于三级像差理论和单透镜的PW关系式,对双片式结构和三片式结构的补偿器的初始结构求解进行了理论推导。对多组初始补偿系统的像差特性进行... 针对大口径大相对孔径凹非球面反射镜加工检验困难的问题,提出了凹非球面的零位补偿检验方案。基于三级像差理论和单透镜的PW关系式,对双片式结构和三片式结构的补偿器的初始结构求解进行了理论推导。对多组初始补偿系统的像差特性进行分析和结构选型,利用光学设计软件对其进行像差平衡,能高效得到理想的优化结果。给出了一个口径为500mm、相对孔径为1/1.2的凹非球面的补偿器的整个设计过程,设计结果优良。 展开更多

关键词 光学设计 补偿检验 非球面 三级像差理论

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单一反射镜和两透镜无光焦度校正板的光学系统的像差特性分析 被引量：3

19

作者 何宗平 赵文才 郝沛民 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期531-536,共6页

讨论了由单一二次反射镜和放在其后的两透镜无光焦度校正板组成的光学系统的像差特性。根据像差理论分析了消像差的条件,研究了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度对系统性能的影响,并给出了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度的... 讨论了由单一二次反射镜和放在其后的两透镜无光焦度校正板组成的光学系统的像差特性。根据像差理论分析了消像差的条件,研究了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度对系统性能的影响,并给出了遮拦比和无光焦度校正板单透镜的光焦度的最佳选择范围。 展开更多

关键词 三级像差理论 遮拦比 光学系统 像差特性 反射镜 两透镜无光焦度校正板

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无光焦度校正板的在主镜前牛顿光学系统的设计 被引量：2

20

作者 郝沛明 肖光辉 +1 位作者 李可新 周森林 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期534-539,共6页

详细描述了光阑在主反射镜前的无光焦度校正板-牛顿光学系统的设计方法。通过移动光阑位置,改变主镜偏心率,选择校正板光焦度,进行光学系统的光线计算,求解出光学系统的最佳选择,并给出各种设计曲线和设计结果,对光学系统进行合理的评... 详细描述了光阑在主反射镜前的无光焦度校正板-牛顿光学系统的设计方法。通过移动光阑位置,改变主镜偏心率,选择校正板光焦度,进行光学系统的光线计算,求解出光学系统的最佳选择,并给出各种设计曲线和设计结果,对光学系统进行合理的评价。并以通光口径Φ=300,相对孔径A=1/2,视场角θ=±5°,校正板光焦度φ_(11)=5的牛顿光学系统为例,分析得到系统优化后的像差系数S_1=0.000002λ,S_2=0.000025λ,0°视场时的波像差为0.3174λ,±5°视场时的波像差为90.9861λ。 展开更多

关键词 几何光学 光学设计 牛顿光学系统 无光焦度校正板 三级像差理论

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