荆 丹，杨 振，谷 岩*，林洁琼，周晓勤

(1.长春工业大学机电工程学院，长春 130000；2.吉林大学机械与航空航天工程学院，长春 130000)

成像设备研制的过程中，对于非球面镜片的引入是一项新兴的技术，在航天侦察、空间卫星、地面检测等各领域实施应用，例如中国科学院长春光学精密机械与物理研究所杜康等人应用了非球面研制出大相对孔径微型星敏感器镜头，仅用 5 片镜片，即可实现焦距 25 mm，相对孔径 1/1.3，17°全视场角[1]。引入非球面可以增加更多可调整镜面参数从而在减少镜片数量的同时达到较高的成像质量，中国工程物理研究院激光聚变研究中心研究人员利用非球面镜研制的光学结构可用于聚焦大功率超短脉冲激光[2]。研究人员通过对非球面检测方法进行改进，非球面制造及测量的精度已经达到了很高的水准[3-4]。在光电侦察中，使用球面需要21片透镜，而非球面只需要5片透镜；镜片制造周期从2个月减少到10 d；质量从5 kg减少到1 kg[5]。利用非球面镜面可以使像差极大地改善；此外，通过修改表面的曲率，使近轴光线的交点与离轴光点重合，对于增加入射光线的高度和视场角有很大的作用[6-7]。研究结果表明，非球面镜片应用在成像光学系统中有着极大的优越性。相机应用于航空相机的地面模拟检测设备中，具有体积小、重量轻、成像质量高等特点，对于精密的地面模拟设备的调试更为精确，为后续研制轻型成像设备提供参考。通过光学仿真设计软件ZEMAX优化光学系统，并通过添加非球面提高系统的成像质量，减轻相机的重量，投入生产制造，最终对加工产出的非球面面形进行检测，对加工出的镜片进行组装，通过图像采集验证成像质量观察其成像效果计算最佳物距。……