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多波段共口径的成像方式

时间：2021-11-9 09:04作者：update 阅读(835) 评论: 5来自: 网络平台

导读：多波段共口径的光学成像方式有反射式、折射式与折反射式三种不同类型的光学成像方式。

　　多波段共口径的光学成像方式有反射式、折射式与折反射式三种不同类型的光学成像方式。

　　下面将列出三种光学成像方式的不同特点，并总结三种光学成像方式的优缺点。

　　1，折射式光学成像系统相对于反射式与折反射式光学成像系统，结构形式丰富，而且能够同时满足大视场大相对孔径的要求，广泛应用于各领域。

　　但是，折射式光学成像系统也有一定的缺陷。能同时透射可见光波段与红外波段的光学材料的数量有限，因此对可见光波段与红外波段的集成，显得其更适用于单波段光学系统成像。

　　但是，对于中波红外系统与长波红外系统的集成，折射式成像系统的优势更明显。色差的存在影响折射式光学系统的像质，特别是在长焦距光学系统中，存在的二级光谱色差比较严重。并且长焦距折射式光学系统在大相对孔径的要求下，会带来大口径透镜的加工难度，以及自身大口径对外界环境温度的敏感性降低成像质量，也阻碍了折射式成像系统在长焦距光学系统中的应用。

　　因此，折射式光学成像系统更适用于单波段、中短焦距以及小口径的光学系统。

　　2，反射式光学成像系统相对于折射式光学成像系统具有宽波段、无色差的成像优势，其可分为同轴反射成像与离轴反射成像。

　　经典的同轴反射式光学成像系统是经典的卡塞格林光学系统，该系统可以解决折射式光学成像系统的一些缺陷，但同时，自身也存在一定的缺陷，比如存在中心遮拦以及视场小的问题。

　　为了解决同轴反射式光学成像系统的缺陷，离轴反射式光学成像系统应运而生。其可以解决中心遮拦，提高系统的能量透过率。同时，离轴光学成像系统结合自由曲面，增加光学系统优化自由度，提高了光学系统轴外像差的平衡能力，增大了系统的视场角。

　　相对于折射式光学成像系统所用的材料以及材料加工，反射式光学成像系统所用的镜坯材料，具有密度小、热膨胀系数低、热传导系数高、微观结构均匀的特点，可以在反射镜背面做轻量化处理。

　　因此，反射式光学成像系统更容易做到轻量化，结构相对于复杂的折射式结构显得更加紧凑，并且更适用于非制冷红外系统。但是，反射式光学成像系统在变焦光学系统中，相比于折射式光学成像系统自身不存在换根变焦方法，其变倍比低，不适用于大变倍比光学系统。

　　3，折反射式光学成像系统融合了上述两种光学成像系统的成像优势，其解决了反射式成像系统变倍比低的问题，以及折射式成像系统焦距短、口径小的问题。折反射式成像系统的前置光学系统大部分采用反射式成像，可解决宽波段光学材料数量有限的困境；后置光学系统采用折射式成像，可使光学系统的视场角变大，同时也可以校正系统的轴外像差。因此，对于多波段系统的集成，折反射式成像系统的优势更为明显。

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