CN114047618B - 一种大口径球面主镜离轴无焦光学*** - Google Patents

一种大口径球面主镜离轴无焦光学*** Download PDF

Info

Publication number
CN114047618B
CN114047618B CN202111301414.4A CN202111301414A CN114047618B CN 114047618 B CN114047618 B CN 114047618B CN 202111301414 A CN202111301414 A CN 202111301414A CN 114047618 B CN114047618 B CN 114047618B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
mirror
axis
optical system
aberration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111301414.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114047618A (zh
Inventor
陈新华
陆跃平
赵知诚
潘俏
沈为民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202111301414.4A priority Critical patent/CN114047618B/zh
Publication of CN114047618A publication Critical patent/CN114047618A/zh
Priority to PCT/CN2022/081568 priority patent/WO2023077712A1/zh
Priority to US17/908,113 priority patent/US11906718B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN114047618B publication Critical patent/CN114047618B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0812—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
    • G02B17/0816—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which not all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry, e.g. at least one of the mirrors is warped, tilted or decentered with respect to the other elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大口径球面主镜离轴无焦光学***，其包括：主镜、次镜和像差补偿镜组，所述主镜为球面反射镜，所述次镜为高次非球面反射镜，所述主镜和次镜构成离轴两反***以压缩光束口径；所述像差补偿镜组为离轴使用的同轴反射***，所述像差补偿镜组具有光焦度以产生补偿像差；入射光束依次经过所述主镜和次镜反射后进入所述像差补偿镜组。本发明通过主镜采用球面反射镜，大大降低了***的研制成本，并采用离轴使用的像差补偿镜组，用于***残余像差的校正，有效提高了***的成像质量。本发明具有结构简单、成本低、成像质量高、装调简单的优点。

Description

一种大口径球面主镜离轴无焦光学***
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种大口径球面主镜离轴无焦光学***。
背景技术
无焦光学***在激光***、空间光学等领域具有广泛的应用。根据结构型式，无焦光学***可以分为反射式、折射式、折反式三大类。对于大口径无焦***，通常采用反射式结构，***中的反射镜通常为非球面。美国专利US20100202073提出了一款采用椭球面主镜和双曲率次镜的同轴偏视场三反无焦***，但存在***遮拦。美国专利US4804258提出一款四反无焦光学***，四块反射镜均为二次曲面。美国专利US5173801提出一款宽视场的三反无焦***，三块反射镜均为二次曲面。美国专利US9482853提出一款四反无焦***，三块反射镜均为高次非球面。美国专利US20200292811提出一款五反无焦***，反射镜采用非球面。中国专利CN101510006提出一款离轴三反无焦***，反射镜采用非球面。“折反射式连续变倍扩束***的设计”文中提出了主镜为抛物面镜、次镜为球面镜的无焦***，采用弯月透镜对***像差进行校正。
综上所述，离轴无焦***往往需要采用多块离轴非球面反射镜来满足成像质量的要求。在大口径无焦***中，这些非球面反射镜的研制成本高，装调难度大，其应用受到了限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、成像质量高的大口径球面主镜离轴无焦光学***。
为了解决上述问题，本发明提供了大口径球面主镜离轴无焦光学***，其包括：
主镜和次镜，所述主镜为球面反射镜，所述次镜为高次非球面反射镜，所述主镜和次镜构成离轴两反***以压缩光束口径；
像差补偿镜组，所述像差补偿镜组为离轴使用的同轴反射***，所述像差补偿镜组具有光焦度以产生补偿像差；
入射光束依次经过所述主镜和次镜反射后进入所述像差补偿镜组。
作为本发明的进一步改进，所述主镜和次镜构成离轴两反***的焦距为f1，所述像差补偿镜组的焦距为f2，满足以下关系式：
0.00006≤1/f1≤0.000097
0.02≤f2/f1≤0.022。
作为本发明的进一步改进，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜的曲率半径为R2，所述主镜和次镜之间的间隔为d1，满足以下关系式：
-0.000338≤1/R1≤-0.000331
0.24≤R2/R1≤0.26
0.385≤d1/R1≤0.396
作为本发明的进一步改进，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜与像差补偿镜组之间的间隔d2满足以下关系式：
0.376≤d2/R1≤0.417。
作为本发明的进一步改进，所述次镜的矢高z满足以下表达式：
z＝(cr2)/{1+[1-(k+1)(c2r2)]1/2}+Ar4+Br6+Cr8
其中，A、B和C分别为四次、六次和八次非球面系数，c是光学面中心处的曲率，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，次镜2的圆锥系数和非球面系数满足以下关系式：
9.5≤K≤11.96
1.22E-9≤A≤1.78E-9
1.10E-14≤B≤1.85E-14
2.20E-19≤C≤6.05E-19。
作为本发明的进一步改进，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，所述像差补偿镜组的焦距为f2，且满足下列关系式：
0.7≤f2/T≤1.2。
作为本发明的进一步改进，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的焦距为f21，所述第一透镜的前表面的曲率半径为R3，所述第一透镜的后表面的中心曲率半径为R4，所述第一透镜的轴上厚度为d3，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-1.85≤f21/f2≤-1.75
1.13≤(R3+R4)/(R3-R4)≤1.45
0.09≤d3/T≤0.11。
作为本发明的进一步改进，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的焦距为f22，所述第二透镜面的前表面的曲率半径为R5，所述第二透镜面的后表面的曲率半径为R6，所述第二透镜的轴上厚度为d5，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-3.2≤f22/f2≤-1.15
-1≤(R5+R6)/(R5-R6)≤0.3
0.072≤d5/T≤0.074。
作为本发明的进一步改进，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第三透镜的焦距为f23，所述第三透镜的前表面的曲率半径为R7，所述第三透镜的后表面的曲率半径为R8，所述第三透镜的轴上厚度为d7，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
1.57≤f23/f2≤1.63
0.41≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.90
0.13≤d7/T≤0.18。
作为本发明的进一步改进，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的视场角为FOV，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的光束压缩倍率为Mag，满足下列关系式：
0.02°≤FOV≤0.1°
4.0≤Mag≤6.0。
本发明的有益效果：
本发明大口径球面主镜离轴无焦光学***通过主镜采用球面反射镜，大大降低了***的研制成本，并采用离轴使用的像差补偿镜组，用于***残余像差的校正，有效提高了***的成像质量。具有结构简单、成本低、成像质量高、装调简单的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例一大口径球面主镜离轴无焦光学***的结构示意图；
图2是本发明实施例一中像差补偿镜组的结构示意图；
图3是本发明实施例一的光线像差图；
图4是本发明实施例二大口径球面主镜离轴无焦光学***的结构示意图；
图5是本发明实施例二中像差补偿镜组的结构示意图；
图6是本发明实施例二的光线像差图。
标记说明：1、主镜；2、次镜；3、像差补偿镜组；31、第一透镜；32、第二透镜；33、第三透镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明实施例中一的大口径球面主镜离轴无焦光学***，包括：
主镜1和次镜2，所述主镜1为球面反射镜，所述次镜2为高次非球面反射镜，所述主镜1和次镜2构成离轴两反***以压缩光束口径；
像差补偿镜组3，所述像差补偿镜组3为离轴使用的同轴反射***，所述像差补偿镜组3具有光焦度以产生补偿像差；
入射光束依次经过所述主镜1和次镜2反射后进入所述像差补偿镜组3。
本发明大口径球面主镜离轴无焦光学***通过主镜采用球面反射镜，大大降低了***的研制成本，并采用离轴使用的像差补偿镜组，用于***残余像差的校正，有效提高了***的成像质量。具有结构简单、成本低、成像质量高、装调简单的优点。
可选地，所述主镜和次镜构成离轴两反***的焦距为f1，所述像差补偿镜组的焦距为f2，满足以下关系式：
0.00006≤1/f1≤0.000097
0.02≤f2/f1≤0.022。
可选地，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜的曲率半径为R2，所述主镜和次镜之间的间隔为d1，满足以下关系式：
-0.000338≤1/R1≤-0.000331
0.24≤R2/R1≤0.26
0.385≤d1/R1≤0.396
可选地，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜与像差补偿镜组之间的间隔d2满足以下关系式：
0.376≤d2/R1≤0.417。
可选地，所述次镜的矢高z满足以下表达式：
z＝(cr2)/{1+[1-(k+1)(c2r2)]1/2}+Ar4+Br6+Cr8
其中，A、B和C分别为四次、六次和八次非球面系数，c是光学面中心处的曲率，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，次镜2的圆锥系数和非球面系数满足以下关系式：
9.5≤K≤11.96
1.22E-9≤A≤1.78E-9
1.10E-14≤B≤1.85E-14
2.20E-19≤C≤6.05E-19。
可选地，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，所述像差补偿镜组的焦距为f2，且满足下列关系式：
0.7≤f2/T≤1.2。
可选地，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的焦距为f21，所述第一透镜的前表面的曲率半径为R3，所述第一透镜的后表面的中心曲率半径为R4，所述第一透镜的轴上厚度为d3，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-1.85≤f21/f2≤-1.75
1.13≤(R3+R4)/(R3-R4)≤1.45
0.09≤d3/T≤0.11。
可选地，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的焦距为f22，所述第二透镜面的前表面的曲率半径为R5，所述第二透镜面的后表面的曲率半径为R6，所述第二透镜的轴上厚度为d5，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-3.2≤f22/f2≤-1.15
-1≤(R5+R6)/(R5-R6)≤0.3
0.072≤d5/T≤0.074。
可选地，所述像差补偿镜组包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第三透镜的焦距为f23，所述第三透镜的前表面的曲率半径为R7，所述第三透镜的后表面的曲率半径为R8，所述第三透镜的轴上厚度为d7，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
1.57≤f23/f2≤1.63
0.41≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.90
0.13≤d7/T≤0.18。
可选地，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的视场角为FOV，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的光束压缩倍率为Mag，满足下列关系式：
0.02°≤FOV≤0.1°
4.0≤Mag≤6.0。
在实施例一中，工作波长为1060nm。大口径球面主镜离轴无焦光学***的入光口径D取500mm，规定了***输入口径的范围，该大口径球面主镜离轴无焦光学***具有大口径特征。大口径球面主镜离轴无焦光学***的视场角FOV取0.08°，满足下列关系式：0.02°≤FOV≤0.1°，规定了大口径球面主镜离轴无焦光学***的视场范围，适用于激光聚焦等应用场合。大口径球面主镜离轴无焦光学***的压缩倍率Mag取4.9，满足下列关系式：4.0≤Mag≤6.0，属于中等倍率***。
表1为本发明实施例1的大口径球面主镜离轴无焦光学***的具体设计参数。
Figure BDA0003338467320000071
表1
在实施例一中，所述主镜1和次镜2构成的离轴两反***，***不存在遮拦。可选的，主镜1沿Y轴方向的离轴量为420.29，次镜2沿Y轴方向的离轴量为-15.88。次镜2还存在绕X轴的倾斜，倾斜量为-0.47°。所述主镜1和次镜2构成的离轴两反***具有弱光焦度，其焦距f1为10491，像差补偿镜组3的焦距f2为215.631，且满足下列关系式：0.00006≤1/f1≤0.000097和0.02≤f2/f1≤0.022。在关系式规定的范围内，主镜1和次镜2构成长焦距***，用于光束口径的压缩，像差补偿镜组3具有一定的光焦度，产生补偿像差，提高成像质量。
在实施例一中，所述离轴两反***中主镜1的曲率半径R1取-3000，满足以下关系式：-0.000338≤1/R1≤-0.000331。次镜2的曲率半径R2取-732.19，主镜1和次镜2的间隔d1取1186.25，满足下列关系式：0.24≤R2/R1≤0.26和0.385≤d1/R1≤0.396。在关系式规定的范围内，有助于***像差的校正，提高成像质量。
在实施例一中，所述次镜2与像差补偿镜组3之间的间隔d2取1141.06，满足以下关系式：0.376≤d2/R1≤0.417。在关系式规定的范围内，有助于***像差的校正和***长度的控制，且有利于降低敏感度。
在实施例一中，次镜2的二次曲面系数K为11.96，4次曲面系数A为1.76E-9，6次曲面系数B为1.80E-14，8次曲面系数C为6.04E-19，满足以下关系式：9.5≤K≤11.96、1.22E-9≤A≤1.78E-9、1.10E-14≤B≤1.85E-14、2.20E-19≤C≤6.05E-19。在关系式规定的范围内，次镜引入非球面系数，有助于大幅降低***的像差。
如图2所示，为本发明实施例一中像差补差偿镜3的结构示意图，所述像差补偿镜组3包含第一透镜31、第二透镜32和第三透镜33。所述第一透镜31的前表面到第三透镜33后表面的距离为T为300，满足下列关系式：0.7≤f2/T≤1.2。在关系式规定的范围内，像差补偿镜组3中三片透镜的制造难度较低，敏感度较低，降低了装调难度。
在实施例一中，所述像差补偿镜组3为离轴使用，相对次镜2的坐标系存在沿Y轴方向的偏心和绕X轴的倾斜，偏心量为-15.88，倾斜量为-6.09°。所述第一透镜31和第二透镜32之间的间隔为82.66和113.61。
在实施例一中，所述第一透镜31的焦距f21为-397.377，所述第一透镜31面向次镜2的面311为凸面，其曲率半径R3为2949.94，所述第一透镜31面向第二透镜32的面312为凹面，其中心曲率半径R4为187.86，所述第一透镜31的轴上厚度d3为30，所述第一透镜31的前表面到第三透镜33后表面的距离T为300，满足下列关系式：-1.85≤f21/f2≤-1.75、1.13≤(R3+R4)/(R3-R4)≤1.45和0.09≤d3/T≤0.11。通过将第一透镜31的负光焦度控制在合理范围，有利于校正光学***的像差。合理地控制第一透镜31的形状，使得第一透镜31能够引入一定的正球差。通过合理地选取透镜的厚度，有利于在保证可加工性的同时，减轻***的重量。
在实施例一中，所述第二透镜32的焦距f22为-259.58，所述第二透镜32面向第一透镜31的面311为凹面，其曲率半径R5为-356.22，所述第二透镜32面向第三透镜31的面322为凹面，其曲率半径R6为212.88，所述第二透镜32的轴上厚度d5为21.96，满足下列关系式：-3.2≤f22/f2≤-1.15、-1≤(R5+R6)/(R5-R6)≤0.3和0.072≤d5/T≤0.074。通过将第二透镜32的负光焦度控制在合理范围，有利于进一步校正光学***的像差。合理地控制第二透镜32的形状，使得第一透镜32能够引入较大的负球差和部分彗差，提高***的像差。通过合理地选取透镜的厚度，有利于在保证可加工性的同时，减轻***的重量。
在实施例一中，所述第三透镜33的焦距为f23为342.39，所述第三透镜33面向第二透镜32的面331为凸面，其曲率半径R7为1874.29，所述第三透镜面33向出光方向的面332为凸面，其曲率半径R8为-189.43，所述第三透镜33的轴上厚度d7为51.7608，满足下列关系式：1.57≤f23/f2≤1.63、0.41≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.90和0.13≤d7/T≤0.18。第三透镜33为正光焦度，合理地控制第三透镜33的形状，能够引入负球差和部分彗差，进一步校正***像差。通过合理地选取透镜的厚度，有利于在保证可加工性的同时，减轻***的重量。
在实施例一中，利用光线像差图来评价本实施例给出的无焦***的成像质量。由于***为无焦***，评价时在出射光束中加入焦距为500mm的理想会聚透镜。理想会聚透镜不会引入任何额外的像差。图3为实施例1的光线像差图。
在实施例一中，通过在透射补偿镜组3中引入一片二次曲面，可以进一步地提高***的像质。图4所示为本发明实施例二大口径球面主镜离轴无焦光学***的光路结构图，符号含义与实施例一相同。表2为本发明实施例二的具体设计参数。
Figure BDA0003338467320000101
表2
图5为实施例二中像差补偿镜组的光路结构图，第一透镜31和第二透镜32为负透镜，第三透镜33为正透镜。
在本实施例中，所述第一透镜31中面向第二透镜32的面312为抛物面，有利于进一步地提高了***的成像质量。
图6为实施例二的光线像差图。由于***为无焦***，评价时在出射光束中加入焦距为500mm的理想会聚透镜。理想会聚透镜不会引入任何额外的像差。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，包括：
主镜和次镜，所述主镜为球面反射镜，所述次镜为高次非球面反射镜，所述主镜和次镜构成离轴两反***以压缩光束口径；
像差补偿镜组，所述像差补偿镜组为离轴使用的同轴反射***，所述像差补偿镜组具有光焦度以产生补偿像差；
入射光束依次经过所述主镜和次镜反射后进入所述像差补偿镜组；
所述像差补偿镜组包括的透镜数量为三个，包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，所述像差补偿镜组的焦距为f2，且满足下列关系式：
0.7≤f2/T≤1.2
所述第一透镜的焦距为f21，所述第一透镜的前表面的曲率半径为R3，所述第一透镜的后表面的中心曲率半径为R4，所述第一透镜的轴上厚度为d3，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-1.85≤f21/f2≤-1.75
1.13≤(R3+R4)/(R3-R4)≤1.45
0.09≤d3/T≤0.11
所述第二透镜的焦距为f22，所述第二透镜面的前表面的曲率半径为R5，所述第二透镜面的后表面的曲率半径为R6，所述第二透镜的轴上厚度为d5，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
-3.2≤f22/f2≤-1.15
-1≤(R5+R6)/(R5-R6)≤0.3
0.072≤d5/T≤0.074
所述第三透镜的焦距为f23，所述第三透镜的前表面的曲率半径为R7，所述第三透镜的后表面的曲率半径为R8，所述第三透镜的轴上厚度为d7，所述第一透镜的前表面到第三透镜后表面的距离为T，且满足下列关系式：
1.57≤f23/f2≤1.63
0.41≤(R7+R8)/(R7-R8)≤0.90
0.13≤d7/T≤0.18。
2.如权利要求1所述的大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，所述主镜和次镜构成离轴两反***的焦距为f1，所述像差补偿镜组的焦距为f2，满足以下关系式：
0.00006mm-1≤1/f1≤0.000097mm-1
0.02≤f2/f1≤0.022。
3.如权利要求1所述的大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜的曲率半径为R2，所述主镜和次镜之间的间隔为d1，满足以下关系式：
-0.000338mm-1≤1/R1≤-0.000331mm-1
0.24≤R2/R1≤0.26
0.385≤d1/R1≤0.396。
4.如权利要求1所述的大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，所述主镜的曲率半径为R1，所述次镜与像差补偿镜组之间的间隔d2满足以下关系式：
0.376≤d2/R1≤0.417。
5.如权利要求1所述的大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，所述次镜的矢高z满足以下表达式：
z＝(cr2)/{1+[1-(k+1)(c2r2)]1/2}+Ar4+Br6+Cr8
其中，A、B和C分别为四次、六次和八次非球面系数，c是光学面中心处的曲率，r是非球面曲线上的点与光轴的垂直距离，次镜的圆锥系数和非球面系数满足以下关系式：
9.5≤K≤11.96
1.22E-9≤A≤1.78E-9
1.10E-14≤B≤1.85E-14
2.20E-19≤C≤6.05E-19。
6.如权利要求1所述的大口径球面主镜离轴无焦光学***，其特征在于，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的视场角为FOV，所述大口径球面主镜离轴无焦光学***的光束压缩倍率为Mag，满足下列关系式：
0.02°≤FOV≤0.1°
4.0≤Mag≤6.0。
CN202111301414.4A 2021-11-04 2021-11-04 一种大口径球面主镜离轴无焦光学*** Active CN114047618B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111301414.4A CN114047618B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***
PCT/CN2022/081568 WO2023077712A1 (zh) 2021-11-04 2022-03-18 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***
US17/908,113 US11906718B2 (en) 2021-11-04 2022-03-18 Wide-aperture spherical primary mirror off-axis afocal optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111301414.4A CN114047618B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114047618A CN114047618A (zh) 2022-02-15
CN114047618B true CN114047618B (zh) 2022-07-19

Family

ID=80207147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111301414.4A Active CN114047618B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11906718B2 (zh)
CN (1) CN114047618B (zh)
WO (1) WO2023077712A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114047618B (zh) * 2021-11-04 2022-07-19 苏州大学 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***
CN116661117B (zh) * 2023-07-27 2023-10-10 之江实验室 折反式光学成像***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5153772A (en) * 1991-04-09 1992-10-06 Toledyne Industries, Inc. Binary optic-corrected multistage imaging system
US5825553A (en) * 1993-11-29 1998-10-20 Hughes Aircraft Company Now Known As Ragtheon Company Eyepiece design
CN110515189A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 Oppo广东移动通信有限公司 离轴折反式摄像头和电子装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482853B2 (en) * 2013-02-27 2016-11-01 Raytheon Company Afocal telescope configured as three or four mirror anastigmat for back-scanned imagery
CN106383401B (zh) * 2016-11-09 2019-09-10 苏州大学 一种超宽视场离轴三反射镜光学成像***
CN114047618B (zh) * 2021-11-04 2022-07-19 苏州大学 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5153772A (en) * 1991-04-09 1992-10-06 Toledyne Industries, Inc. Binary optic-corrected multistage imaging system
US5825553A (en) * 1993-11-29 1998-10-20 Hughes Aircraft Company Now Known As Ragtheon Company Eyepiece design
CN110515189A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 Oppo广东移动通信有限公司 离轴折反式摄像头和电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230280571A1 (en) 2023-09-07
WO2023077712A1 (zh) 2023-05-11
CN114047618A (zh) 2022-02-15
US11906718B2 (en) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114047618B (zh) 一种大口径球面主镜离轴无焦光学***
CN115657275B (zh) 一种超短焦投影镜头及投影***
US11635611B2 (en) Freeform surface optical telescope imaging system
CN111258042A (zh) 一种折反射双波段无焦光学***
US8289631B2 (en) Wide-angle optical system
CN112034605A (zh) 一种折反式Golay3稀疏孔径光学***
US4206973A (en) Retrofocus type wide-angle objective
CN112285884B (zh) 1.14mm超广角光学***及其成像方法
US11650402B2 (en) Freeform surface off-axial three-mirror imaging system
CN116381911A (zh) 一种光学***
CN213633972U (zh) 一种定焦镜头
JP2701445B2 (ja) ズーム光学系
CN111123488B (zh) 一种投影镜头
CN113031238A (zh) 多镜一体的大视场长焦距离轴四反光学***
CN111812803A (zh) 一种大视场、大光圈4k高清光学***
CN111638587B (zh) 一种大光圈高像素全景光学***
CN213302653U (zh) 一种折反式Golay3稀疏孔径光学***
CN218332133U (zh) 一种定焦镜头
CN113640981B (zh) 一种大口径大视场双凹面反射镜望远镜光学***
CN213302654U (zh) 一种中波周视光学***
CN217112865U (zh) 一种基于自由曲面的大视场离轴四反光学***
CN216901115U (zh) 一种定焦镜头
CN218956903U (zh) 一种折返式鱼眼镜头
CN213122418U (zh) 一种定焦镜头
CN216210192U (zh) 一种长焦大靶面镜头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant