矢量波像差理论在无遮拦三反光学系统设计中的应用

传统的无遮拦三反射镜光学系统设计是先设计轴对称反射系统，然后通过偏光瞳、偏视场或者两者结合的方法来实现系统无遮拦设计，系统中不可避免地用到了离轴非球面反射镜。以矢量波像差理论的相关结论出发，将反射镜的倾斜作为系统的优化变量，利用轴对称非球面反射镜实现了无遮拦三反射系统的设计。分析了此种系统的设计思路及步骤，设计了焦距为1000 mm、视场角为10°×20°、F数为10的三反射镜光学系统，系统结构紧凑，成像质量接近衍射极限。该系统与其他无遮拦三反光学系统相比，最大的优点是系统中的非球面均为轴对称反射面，极大地降低了系统成本。