[发明专利]替代同轴三反系统对高光谱成像分系统调试用光学系统

说明书

本发明涉及一种替代同轴三反系统对高光谱成像分系统调试用光学系统，其目的是解决在轨测试之前，现有技术尚无可代替前置物镜，对高光谱成像系统的后续各分系统进行测试的光学系统的技术问题。该系统包括物面a和像面b，及二者间沿光路依次设置的光阑、调焦镜、第一球面反射镜、第二球面反射镜、第三球面反射镜、第四球面反射镜和平面反射镜；调焦镜和第一球面反射镜与原同轴三反系统的调焦镜及其前一片球面反射镜的结构和参数一致；第二球面反射镜、第三球面反射镜和第四球面反射镜的光焦度符号相同，与平面反射镜形成折叠式离轴三反系统代替原同轴三反系统中的其余镜片；物面a位于原同轴三反系统的像面处，像面b模拟无穷远物体作为成像物面。

技术领域

本发明涉及一种调试用光学系统，具体涉及一种替代同轴三反系统对高光谱成像分系统调试用光学系统。

背景技术

随着空间遥感应用要求的不断提高，对高光谱成像系统的幅宽、空间分辨率和相对孔径等指标的要求越来越高。但视场覆盖范围大、相对孔径大等因素，导致了成像系统体积的不断增加，尤其是前置物镜口径的不断加大，这给加工装调、测试验证带来了困难，进而导致调试周期过长。

目前，太阳同步轨道上卫星搭载的前置物镜多为同轴三反系统(即一种特定结构的前置物镜)，国外在轨有名的前置物镜，如美国的哈勃天文望远镜，其口径为2.4米，2019年发射的詹姆斯韦伯天文望远镜的口径达到6米；截至目前，国内星上前置物镜的最大光学口径为1米，在研的前置物镜最大口径为1.4米。正是由于前置物镜的口径大，故体积大、造价高，且加工周期长，导致高光谱成像系统的研制周期长。

为了缩短高光谱成像系统的研制周期，在前置物镜(同轴三反系统)研制完成前，可先对高光谱成像系统的前置物镜以外的各分系统进行测试验证，因此就需要有新的光学系统代替前置物镜，对后续的各分系统进行测试，这样可以极大地提高研制效率，缩短研制周期，降低装调难度。目前，调试用光学系统的研制与使用，已成为航空航天在轨研制中不可缺少的一环。

发明内容

本发明的目的是解决在轨测试之前，现有技术尚无可代替前置物镜，对高光谱成像系统的后续各分系统进行测试的光学系统的技术问题，提供一种替代同轴三反系统对高光谱成像分系统调试用光学系统。

发明构思：

高光谱成像系统光谱维方向是色散方向，空间维为推扫方向。原同轴三反系统前置物镜为满足卫星载荷推扫范围，设计视场较大，其在装调阶段只需保证光谱维视场即可。

利用本发明的调试用光学系统，对高光谱成像光学系统中前置物镜(同轴三反系统)以外的各分系统进行检测调试，调试完成后，拆下该调试用光学系统，安装加工好的前置物镜(同轴三反系统)，继续进行最后的调试，从而避免因前置物镜(同轴三反系统)加工周期过长，而影响高光谱成像光学系统整机的研发进度。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种替代同轴三反系统对高光谱成像分系统调试用光学系统，其特殊之处在于：

包括物面a和像面b，以及二者之间沿光路依次设置的光阑、调焦镜、第一球面反射镜、第二球面反射镜、第三球面反射镜、第四球面反射镜和平面反射镜；

所述调焦镜和第一球面反射镜与原同轴三反系统的调焦镜和调焦镜的前一片球面反射镜的结构参数一致；

所述第二球面反射镜、第三球面反射镜、第四球面反射镜和平面反射镜，形成折叠式离轴三反系统代替原同轴三反系统中的其余镜片；其中，平面反射镜用于将光路折叠并反射至第二球面反射镜和第四球面反射镜之间的像面b处；

一次像面c位于第一球面反射镜和第二球面反射镜之间；

所述第二球面反射镜、第三球面反射镜和第四球面反射镜的光焦度符号相同；

所述物面a位于原同轴三反系统的像面处；