自由曲面成像光学系统的初始结构设计方法

• 作者: 许宁晏 陈露 黄静 邹宇通 袁群 高志山
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学设计 自由曲面 成像系统 初始结构
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 特约专栏-精密光学计量测试|Special issue-Precision optical metrology test
• 页码范围: 450-461
• 页数: 12页
• 分类号: O436
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210852

摘要

自由曲面设计自由度多、面型表征能力强等优势使成像光学系统突破了传统面型表征和系统结构的限制,在进一步提高成像质量的同时可以实现大视场、大孔径、小型化、轻量化等设计目标.良好的初始结构可以充分发挥自由曲面对像差的校正能力,提高系统设计效率.与共轴光学系统相比,自由曲面成像光学系统设计存在可参考样例少、像差理论尚不完善等问题,其初始结构的构造与求解仍然是先进光学设计领域的前沿热点问题之一.结合课题组多年的研究心得,探讨了现有的自由曲面成像光学系统初始结构设计方法,依据自由曲面构造原理将其分为同轴系统离轴化法、直接设计法、视场孔径扩展法和分段拼接融合设计方法,并分别介绍其设计原理和思路.最后对自由曲面成像光学系统初始结构设计中亟待解决的问题进行了分析总结.