技术摘要：
本发明属于光学成像领域，涉及一种紧凑型大视场小F#折反射光学系统。主要用于大视场高分辨率对地成像。解决现有遥感光学系统不能同时满足成像视场大、工作波段较宽与结构紧凑要求的问题。沿光线传播方向依次包括主镜、次镜、三镜、四镜和补偿透镜；主镜、次镜与三镜的 全部
背景技术：
随着光学技术发展，光学遥感领域的重要性不断增加，同时对用于遥感的光学系 统提出了更高性能的要求。为适应新的性能要求，遥感光学系统逐步向长焦距、大口径、宽 谱段、大视场、结构紧凑等方向发展，而全反射系统在实现上述指标上具有独特的优势。传 统的RC系统具有长焦距、大口径、结构紧凑、易装调等优势，由于采用了透射补偿镜，系统的 工作波段较窄，且系统成像视场很难做大；离轴三反射光学系统虽能够实现长焦距、大口 径、宽谱段、大视场等功能，但是单系统本身的装调较为复杂，总体尺寸也比较大。同时为了 扩大视场和校正像差，在离轴三反射的基础上也发展出了离轴四反射结构，进一步加剧了 系统总体尺寸与装调的复杂度。 北京空间机电研究所葛婧菁等人申请的专利号为CN 109459844 A的专利《一种紧 凑型大视场互嵌式折反射光学系统》，系统采用了复杂化的格里高利系统，次镜与三镜之间 存在一个中间像面，以同轴四反射的形式实现了一种更优化的系统设置，整体结构紧凑、总 长度小于有效焦距的1/10，全视场可达3°，成像质量接近衍射极限。说明书中给出了光学系 统的入瞳直径为1250mm，焦距为7700mm，假定系统的遮拦比为1/3，系统等效F#＝6.7。系统 可以理解为格里高利系统，区别在于补偿镜为反射镜，由于格里高利系统本身的成像视场 较小，采用反射镜作为补偿镜之后，整体成像视场仍然不大。RC系统类似于格里高利系统， 区别在于没有一次像面，成像视场更大。 因此，本发明根据RC系统提出一种基于RC系统的同轴四反射光学系统，系统具有 成像视场大，系统F#小，系统结构紧凑、工作谱段宽、成像质量高等特点。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种紧凑型大视场小F#折反射光学系统，以解决现有遥感光 学系统不能同时满足成像视场大、工作波段较宽与结构紧凑要求的问题。 本发明光学系统具有成像视场大，系统F#小等特点，同时还具有结构紧凑、工作谱 段宽、成像质量高、装调简单等特点。 本发明的技术解决方案是提供一种紧凑型大视场小F#折反射光学系统，其特殊之 处在于：沿光线传播方向依次包括主镜、次镜、三镜、四镜和补偿透镜；还包括设置在次镜上 的光阑； 所述主镜、次镜与三镜的轴向中心均开设内孔，所述三镜嵌入主镜的内孔中，三镜 的外周面紧贴主镜内孔孔壁；所述四镜嵌入次镜的内孔中，四镜的外周面紧贴次镜内孔孔 壁；所述补偿透镜位于三镜内孔中，与三镜内孔孔壁之间具有间隙；光线在传播方向上依次 经过主镜、次镜、三镜、四镜的反射后透过补偿透镜，到达焦平面成像； 3 CN 111580258 A 说 明 书 2/3 页 所述主镜、次镜、三镜与四镜均为最高次数为四次的偶次非球面镜，所述补偿透镜 的表面为球面； 所述主镜与次镜、次镜与三镜、三镜与四镜之间的中心间距均相等。 进一步地，所述主镜的曲率半径为-76 .80mm，所述主镜与次镜的中心间距为 38.70mm，所述主镜的conic系数为-1.00，所述主镜的二次项系数为3.8340e-3，所述次镜的 四次项系数为1.9887e-8。 进一步地，所述次镜的曲率半径为-35 .05mm，所述次镜与三镜的中心间距为 38.70mm，所述次镜的conic系数为-1.16，所述次镜的二次项系数为0.0106，所述次镜的四 次项系数为-2.3981e-7。 进一步地，所述三镜的曲率半径为-17.52mm，所述三镜与四镜的间距为38.70mm， 所述三镜的conic系数为-1.02，所述三镜的二次项系数为0.0262，所述三镜的四次项系数 为-4.9931e-7。 进一步地，所述四镜的曲率半径为-13 .68mm，所述四镜与补偿透镜的间距为 40.58mm，所述四镜的conic系数为-0.97，所述四镜的二次项系数为0.03468，所述四镜的四 次项系数为7.9750e-7。 进一步地，所属补偿透镜的材料为融石英，前表面曲率半径为33.26mm，后表面的 曲率半径为29.60mm，透镜中心厚度为2.00mm。 本发明的有益效果是： 1 .本发明采用四块偶次非球面反射镜对光路进行折转，使得系统的总长大大缩 减，同时主镜与三镜、次镜与四镜一体加工，减小系统的总镜片数量，降低系统装调难度； 2.本发明主镜与次镜、次镜与三镜、三镜与四镜之间的中心间隔均相等，保证了主 镜与三镜、次镜与四镜在光轴位置重合，有利于减小主镜与三镜、次镜与四镜一体加工时产 生的矢高差，同时降低主镜与三镜、次镜与四镜一体加工时光学加工与光学检测的难度； 3.与背景中提到的同轴四反射光学系统相比，在保持了系统结构紧凑、成像质量 高，工作谱段宽的特性下，光学系统的全视场达到5°，系统有效F#降低到1.70，且在100lp/ mm处的传递函数高于0.4。 附图说明 图1为本发明光学系统的结构示意图； 图2为本发明光学系统光路结构示意图； 图3为本发明光学系统的MTF曲线； 图4为本发明光学系统弥散斑图； 图5为本发明光学系统场曲畸变曲线； 图中附图标记为：1-主镜；2-次镜，3-三镜，4-四镜、5-补偿透镜，6-焦平面。
