Ю.В. Бажанов1, А.П. Периков2

1,2 АО «НПК «Системы прецизионного приборостроения» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Двухзеркальные внеосевые объективы имеют ряд преимуществ перед центрированными, однако в силу того, что зеркала развернуты друг относительно друга, аберрации изображения в них довольно велики и трудно исправимы даже при использовании зеркал с поверхностями свободной формы.

Цель. Разработать оптическую схему, в которой два зеркала располагаются параллельно друг другу, а лучи могут быть разведены за счет дополнительного отражения, при этом децентрированным является лишь поле зрения объектива.

Результаты. Рассчитаны различные варианты двухзеркальных объективов с децентрированным полем изображения с тремя отражениями лучей, качество изображения которых ограничено дифракцией на апертурной диафрагме. Представлены характеристики объективов с фокусным расстоянием 50 мм, с прямоугольным полем зрения 6°×6°, относительным отверстием 1:3,5, а также фокусным расстоянием 100 мм, с щелевым полем зрения 0,5°×13°, относительным отверстием 1:6.

Практическая значимость. Разработанные оптические схемы объективов могут использоваться авиационных и космических носителях в целях дистанционного зондирования Земли. Объективы с прямоугольным полем могут использоваться в камерах полихроматической съемки, а с щелевым полем – в приборах гиперспектральной съемки совместно со спектрометром.

Бажанов Ю.В., Периков А.П. Расчет двухзеркальных внеосевых телескопов с тремя отражениями пучков // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 3. С. 34−43. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202303-06

1. Reshidko D., Sasian J. Method for the design of nonaxially symmetric optical systems using free-form surfaces // Optical Engineering. 2018. V. 57(10). P. 101704-1−101704-10.
2. Gautam S., Gupta A., Singh G.S. Optical design of off-axis Cassegrain telescope using freeform surface at the secondary mirror // Optical Engineering 2015. V. 54 (2). P. 025113-1−025113-7.
3. Budhiraju V.R., Sriram K.V., Narayanamurthy C.S. Design of two-mirror telescope systems with freeform surfaces: modified configurations and analysis // Journal of Astronomical Telescopes, Instruments and Systems 2021. V. 7(1). P. 014002-1−014002-18.
4. Meng Q., Wang W., Ma H., Dong J. Easy-aligned off-axis three-mirror system with wide field of view using freeform surface based on integration of primary and tertiary mirror // Appl. Opt. 2014. V. 53(14). P. 3028−3034.
5. Meng Q., Wang H., Wang K., Wang Y., Ji Z., Wang D. Off-axis three-mirror freeform telescope with a large linear field of view based on an integration mirror // Appl. Opt. 2016. V. 55(32). P. 8962−8970.
6. Alvarado-Martínez J., Granados-Agustín F.S., Vázquez-Montiel S., Vázquez-Villa A., Cornejo-Rodríguez A. Optical design of a compact and anastigmatic off-axis three-mirror system using freeform surfaces // Optical Engineering. 2021. V. 60(5). P. 051209.
7. Бажанов Ю.В., Периков А.П. Расчет трехзеркальных внеосевых телескопов с совмещенными первым и третьим зеркалами на одной поверхности свободной формы // Контенант. 2020. Т. 2. № 3. С. 2−9.
8. Korsch D. Closed-form solutions for imaging systems, corrected for third-order aberrations // J. Opt. Soc. Am. 1973. V. 63(6). P. 667−672.
9. Schwarzschild K. // Astr. Mitt. Kgl. Sternw. Gottingen. 1905. V. 9(1).
10. Zemax. https://www.zemax.com/products/opticstudio.