激光与红外

作者：佟静波

单位：北京空间机电研究所,北京 100094；

关键词：光学设计;共孔径;自由曲面;模块化

为满足对空间碎片的检测与跟踪,增强对空间碎片的分析预测能力,设计了一款可见、红外和激光三种光路共孔径一体化的光学系统。其基本指标为可见光谱段400～850nm,视场2°×2°,焦距3667mm,入瞳直径100mm；红外谱段75～95μm,视场2°×2°,焦距190mm,入瞳直径95mm；激光谱段10644±05nm,视场06mrad,焦距370mm,入瞳直径100mm。三光路共用离轴三反结构,通过分析设计自由曲面面型使一次像面具有较好成像质量和共轴对称特性。在激光和红外通道一次像面前反向放置楔形平板校正分色片产生的像散,使两通道前组可完善成像,进而中继系统具有同轴特性且可独立测试、装调。通过对各光路的像差分析及优化,可见光系统在特征频率200 lp/mm 处,MTF值为 044,红外系统2×2像素内能量集中度接近衍射极限达到80,激光系统Φ30μm范围内能量集中度大于93,各通道成像效果均达到较高质量,此系统有效降低了装调难度,还可根据需求模块化更换中继系统,在空间碎片探测定轨领域具有广阔应用前景。

来源：2025年第5期

《激光与红外》期刊编辑部

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