Système optique à trois miroirs hors axe

Le système optique à trois miroirs hors axe est une conception optique avancée qui permet une imagerie haute résolution et à grand champ grâce à la combinaison de trois miroirs. Ce système a de larges applications dans des domaines tels que l'observation astronomique, la reconnaissance militaire et les expériences scientifiques.

Le système optique à trois miroirs hors axe se compose généralement de trois miroirs principaux: le miroir primaire (M1), le miroir secondaire (M2) et le miroir tertiaire (M3). La combinaison de ces miroirs forme le chemin optique du système, et grâce à une conception soignée, des performances optiques élevées peuvent être obtenues.

Le système optique à trois miroirs hors axe présente les caractéristiques notables suivantes

Conception non obstruée:La conception hors axe évite l'obstruction de la partie centrale du système optique, augmentant ainsi le débit lumineux du système. Du point de vue de l'optique de Fourier, l'absence d'obstruction centrale empêche également la courbe de la fonction de transfert de modulation (MTF) de chuter aux fréquences moyennes, ce qui contribue à améliorer la qualité de l'image et la sensibilité de détection de cible.

Haute résolution et large champ de vue:Si les trois surfaces sont des surfaces asphériques ou même de forme libre, les nombreuses variables disponibles permettent une conception optique précise. Le système à trois miroirs hors axe peut réaliser simultanément une imagerie haute résolution et à grand champ, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une observation à grande surface, en particulier dans la conception de caméras push-balom pour la télédétection. Il est important de noter que le champ de vision de l'Rétroviseur hors axeLe système optique est souvent décalé et manque de symétrie de rotation, qui peut parfois être contrainte par le scénario d'application.

Longueur d'onde et polyvalence environnementale:En tant que système optique purement réfléchissant, il ne produit pas d'aberration chromatique, ce qui rend le système à trois miroirs hors axe bien adapté aux systèmes de détection multi-longueurs d'onde ou aux détecteurs bicolores. De plus, l'athéralisation corrige essentiellement la défocalisation du système optique dans différentes conditions environnementales. Si le système optique à trois miroirs utilise le même matériau que les composants structurels du substrat, le système se dilatera et se contractera proportionnellement avec les changements de température, évitant ainsi l'aberration thermique, ce qui est un avantage significatif.

Conception structurelle flexible:La conception hors axe par leComposants optiques entreprisesOffre une plus grande liberté au système optique, permettant des ajustements et des optimisations en fonction des différents besoins d'application. Cependant, cette flexibilité de conception structurelle pose également des défis pour la conception de systèmes optiques. Une direction de recherche actuelle est la combinaison de la conception de systèmes optiques et de l'intelligence artificielle pour simplifier autant que possible les travaux préliminaires.

Formes structurelles et performances optiques

Les quatre types de formes structurelles se distinguent principalement en fonction du sens de pliage des miroirs et des positions relatives des miroirs, avec les caractéristiques suivantes:

Conception de niveau 1:A le plus grand potentiel de correction de surface de forme libre. Dans cette forme de conception, les positions et les angles relatifs entre les miroirs sont soigneusement conçus pour minimiser au maximum les aberrations initiales.

Conception de niveau 2:A un certain potentiel de correction mais est limité en volume. Par rapport à la conception Tier 1, la conception Tier 2 fait quelques compromis dans certains paramètres géométriques, ce qui se traduit par des performances légèrement inférieures.

Conception de niveau 3:Potentiel de correction limité. Cette conception présente des aberrations initiales importantes, et même avec une correction de surface de forme libre, la performance finale n'est pas idéale.

Conception de niveau 4:Potentiel de correction minimal. Cette conception présente de grandes aberrations initiales et l'effet après la correction de la surface de forme libre est encore médiocre, ce qui rend difficile de répondre aux exigences d'imagerie haute performance.