Методика расчета компактных внеосевых трехзеркальных объективов с зеркалами Манжена

Для активного развития космической аппаратуры дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) требуется создать компактные оптические системы с повышенными характеристиками качества изображения. Одним из основных условий, определяющих облик современных приборов ДЗЗ, является их размещение на малом космическом аппарате, что накладывает жесткие массогабаритные ограничения при проектировании, в том числе и объективов. Выбор и обоснование оптической схемы объектива, а также его габаритно-аберрационный расчет являются важными этапами проектирования аппаратуры. В статье рассмотрена методика такого расчета для трехзеркальных оптических систем с зеркалами Манжена и эксцентрично расположенным полем изображения. В этом поле проводится определение конструктивных параметров, продольных и поперечных габаритов системы исходя из условий не только исправления хроматических и монохроматических аберраций и получения требуемого качества изображения, но и соблюдения некоторых заранее заданных соотношений между параметрами, характеризующими габариты системы. На начальном этапе проектирования, задаваясь воздушными промежутками объектива или соотношениями между ними, оптическими силами элементов, необходимо решить задачу исправления хроматической аберрации положения и вторичного спектра, а затем, на втором этапе, исправить четыре монохроматические аберрации. Для коррекции хроматических аберраций следует решить систему уравнений, в которой первая хроматическая сумма и сумма вторичного спектра приравниваются к некоторым наперед заданным значениям. Для исправления четырех монохроматических аберраций, сферической, комы и астигматизма решают систему уравнений, в которой первые четыре суммы Зейделя приравниваются к нулю или некоторым близким к нулю значениям. При последовательном решении данных систем уравнений определяют параметры P, W и C каждого компонента схемы, а через них – конструктивные параметры для дальнейшей оптимизации в оптических САПР. Применение разработанной методики в практике создания оптических систем позволяет расширить количество анализируемых схем, повысить качество изображения окончательного варианта и ускорить процесс проектирования аппаратуры ДЗЗ.

• Заварзин В.И.

• Прикладные науки. Медицина. Технология

• Технические науки. Промышленность
• Физико-математические науки
• Социальные (общественные) науки
• Естественные науки