[发明专利]一种小畸变高像质折反光学系统

说明书

本发明属于光学系统领域，提供一种小畸变高像质折反光学系统，针对现有折反式光学系统次镜的支撑结构引起杂散光，导致能量会聚力差的问题，该系统包括镜筒、及设置在镜筒内的次镜、透射校正组和主反射镜；次镜的外径与镜筒内镜相适配；主反射镜上设置光阑，次镜的左侧为物面，主反射镜的右侧为像面；主反射镜为中间开设通光孔的球面反射镜，所述次镜为弯向物面的球面镜；次镜靠近主反射镜的表面中部镀有反射膜，形成反射区；次镜镀有反射膜以外的其他区域为透射区；来自物面的光束经过次镜的透射区透射后进入主反射镜；光束经主反射镜反射后到达次镜的反射区，并经反射区反射进入透射校正组，经透射校正组校正后的光束穿过通光孔在像面成像。

技术领域

本发明属于光学系统领域，特别是涉及一种小畸变高像质折反光学系统，可用作星敏感器，对恒星进行全天时观测。

背景技术

星敏感器在天文导航、定位定向中大量应用，星敏感器可分为三类：透射式、全反射式和折反式。

透射式星敏感器光学系统焦距较短(一般不超过300mm)，畸变较大(相对畸变约为2‰左右)，口径较小(一般不超过Φ80mm)，导致其探测恒星位置能力和弱星等探测能力不足；

全反射式星敏感器大多是卡塞格林系统和R-C系统，经典的卡塞格林系统的主镜是抛物面，次镜是双曲面,系统是消球差的，但存在彗差、像散和场曲，在一定视场内像质不好；R-C系统的主镜和次镜都是双曲面，相对于卡塞格林R-C系统有较大的视场，但在较大的视场中由于存在像散和场曲，其焦面是弯曲的。卡塞格林系统和R-C系统的次镜都必须使用机械结构进行支撑，杂散光较为严重，此外，由于支撑结构的衍射作用，其能量会聚能力较差。

折反式光学系统是在卡塞格林系统或R-C系统中增加透射镜片来校正像差扩大视场，但是其次镜的安装结构没有变化，不能完全避免由支撑结构带来的杂散光和能量会聚力差的问题。

发明内容

针对现有折反式光学系统次镜的支撑结构引起杂散光，导致能量会聚力差的问题，本发明提供了一种小畸变高像质折反光学系统，具有畸变小、像质较好，且光学系统的公差不敏感，加工、装调比较简单。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种小畸变高像质折反光学系统，其特征在于：包括镜筒、以及从左至右同轴设置在镜筒内的次镜、透射校正组和主反射镜；所述次镜的外径与镜筒内镜相适配；主反射镜上设置光阑，次镜的左侧为物面，主反射镜的右侧为像面；所述主反射镜为中间开设通光孔的球面反射镜，所述次镜为弯向物面的球面镜；次镜靠近主反射镜的表面中部镀有反射膜，形成反射区；次镜镀有反射膜以外的其他区域为透射区；来自物面的光束经过次镜的透射区透射后进入主反射镜；光束经主反射镜反射后到达次镜的反射区，并经反射区反射进入透射校正组，经透射校正组校正后的光束穿过通光孔在像面成像。

进一步，所述透射校正组包括从左至右依次设置的光焦度为正的第一透镜、光焦度为负的第二透镜、光焦度为正的第三透镜。

进一步，所述反射膜为高反射膜，所述透射区镀有高减反膜。

进一步，所述次镜的左面为球面，其右面为椭球面；

所述主反射镜为球面；

所述第一透镜、第二透镜、第三透镜的表面均为球面。

进一步，所述次镜的左面曲率半径为-235.75mm,右面曲率半径为-241.066mm；

所述主反射镜的左面曲率半径为-531.45mm；

所述第一透镜左面曲率半径为601.898mm，右面曲率半径为-65.854mm；

所述第二透镜左面曲率半径为-43.895mm，右面曲率半径为36.311mm；