Методика расчета компактных внеосевых трехзеркальных объективов…
1
УДК 535.318
Методика расчета компактных внеосевых
трехзеркальных объективов с зеркалами Манжена
©
В.И. Заварзин, С.О. Кравченко, С.А. Морозов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Для активного развития космической аппаратуры дистанционного зондирования
Земли (ДЗЗ) требуется создать компактные оптические системы с повышен-
ными характеристиками качества изображения. Одним из основных условий,
определяющих облик современных приборов ДЗЗ, является их размещение на ма-
лом космическом аппарате, что накладывает жесткие массогабаритные огра-
ничения 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 рассмот-
рена методика такого расчета для трехзеркальных оптических систем с зеркала-
ми 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 объ-
ектива или соотношениями между ними, оптическими силами элементов, необхо-
димо решить задачу исправления хроматической аберрации положения и вторич-
ного 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 че-
тырех монохроматических аберраций, сферической, комы и астигматизма реша-
ют 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, повы-
сить качество изображения окончательного варианта и ускорить процесс проек-
тирования аппаратуры ДЗЗ.
Ключевые слова:
зеркальные объективы, зеркально-линзовые объективы, трехзер-
кальные объективы, зеркала Манжена, аберрации, габаритные соотношения.
Введение.
В целях активного развития аппаратуры дистанцион-
ного зондирования Земли (ДЗЗ) необходимо создать компактные оп-
тические системы с повышенными характеристиками качества изоб-
