姜晰文，崔庆丰

（长春理工大学　光电工程学院，长春　130022）



致冷型二次成像离轴三反射镜光学系统设计

姜晰文，崔庆丰

（长春理工大学光电工程学院，长春130022）

摘要：研究并设计了一种适合于致冷成像的离轴三反射镜光学系统。设计了二次成像的反射系统结构，将冷光阑作为系统的孔径光阑，得到100%的冷光阑效率，第二和第三反射镜将孔径光阑成像在第一反射镜的位置，有效地减小了第一反射镜的口径。通过调整每个反射镜的偏心与倾斜，实现系统的无遮拦，使用高次非球面校正像差，保证了系统的成像质量。设计的致冷型红外系统工作波段为3～5μm，焦距为500mm，F数为2，视场为10°×0.5°。该系统各视场的调制传递函数在奈奎斯特频率处（20lp/mm）都在0.5以上，并具有紧凑的结构。

关键词：光学设计；红外光学系统；成像系统；离轴三反射镜；非球面

由于透射式红外材料价格昂贵，系统难以做到大口径。相比之下反射系统无色差，材料易获取，光谱范围宽，因此反射式结构广泛应用于红外系统［1-3］。两反射镜系统只能校正两种像差（球差和慧差），三反射镜系统在长焦距、大相对孔径的情况下，中心遮拦严重，因此需要对反射镜进行离轴，实现无遮拦［4，5］。

离轴三反射镜式结构普遍应用于非致冷型光学系统当中，而在致冷型光学系统当中并不常见。致冷型光学系统能够提高系统的灵敏度，降低信噪比。为保证100%的冷光阑效率，冷光阑应作为系统的孔径光阑，而这样会造成光学系统第……