大视场、离轴反射变焦距光学系统成像新理论与技术

高分辨率成像、探测的一个重要发展趋势是探测谱段的不断扩展。宽光谱甚至全谱段成像，获取的目标信息量大，抗干扰、抗伪装能力强，具有极好的应用前景。传统的大视场变焦距系统是将若干具有固定焦距镜片组合在一起，通过机械运动改变镜片间距达到变焦系统的要求，为了校正宽谱段的色差，一般需要多组或多种镜片组合，这使得系统体积和重量都较大，因此不适于特殊条件下（如机载、航天）的大视场、宽谱段成像。.本课题提出开展基于矢量像差理论的大视场、离轴反射变焦距光学系统的研究，重点以像差理论为基础、利用矢量分析方法研究离轴反射变焦距系统成像特性以及离轴元件变焦移动和像差特性的关系，探索大视场、反射变焦距系统成像新理论，揭示系统内在的成像规律；同时研究离轴新系统的立体辅助装调技术；为了进一步验证理论的正确性，将搭建实验装置一套。项目的成功将为发展大视场、宽谱段离轴先进光学仪器提供理论支持，具有重要的学术意义与应用价值。

大视场离轴反射变焦光学系统的成像理论及其装调方法一直是本研究领域内的重点与难点，本课题对这些问题进入了深入研究。首先，开展了基于矢量像差理论的大视场、离轴反射变焦距光学系统的研究，重点以像差理论为基础、利用矢量分析方法研究离轴反射变焦距系统成像特性以及离轴元件变焦移动和像差特性的关系；探索了大视场、反射变焦距系统成像新理论，揭示了系统内在的成像规律，并通过对离轴像差合理分析，完成了大视场离轴反射式变焦光学系统的设计；同时，还深入研究了离轴新系统的立体辅助装调技术，开发出了一套可用于离轴反射式变焦距光学系统辅助装调的软件；完成了两台大视场离轴反射变焦光学系统屏幕样机的研制，为了更好地对研究成果进行展示，课题组进一步研发了试验样机一台，样机的各项技术指标经测试都达到了设计指标，此样机为国内首台离轴反射变焦系统；课题组发表了论文共12篇（SCI4篇，EI8篇），申请了国家发明专利3项；完成专著《现代反射变焦光学系统》一部。