红外双焦无热化空间相机光学镜头设计

摘要

针对空间碎片探测相机光学镜头的设计要求,提出了一种全新的紧凑型、小型化、轻量化、高像质、可全天候工作、使用环境恶劣的光学镜头,突破了以往该类系统结构复杂、体积大、重量重、仅有一个焦距的瓶颈.利用衍射光学元件特殊的特性进行消色差和消热差设计,并利用锗和硅混合来校正系统色球差,最终设计镜头的焦距为30,120 mm,相对孔径为1/4.设计结果表明,在空间频率16 lp/mm处,-40～60℃温度范围内,短焦距、长焦距的传递函数值分别优于0.45和0.55,接近衍射极限；短焦距、长焦距的最大RMS弥散斑直径分别为15.8,7.2 μm,远小于探测器像元尺寸30 μm,表明该系统在实际使用温度环境下具有良好的成像质量.