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大口径衍射望远系统初始结构研究

Initial structure of large aperture diffractive telescope

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摘要

大口径衍射望远系统由于使用透射式的薄膜衍射光学元件作为主镜, 不仅质量密度低(表面质量密度可以达到01 kg/m2), 同时面形精度要求宽松, 发射成本低。本文阐述了衍射望远系统的基本成像原理, 并推导出任意大口径系统的初始结构计算公式, 给出了口径为300 mm、系统焦距为2 m, 工作波段为058 μm到068 μm的系统设计实例并研制了原理验证系统, 进行了星点像以及分辨率板实验。成像结果接近衍射极限, 与设计结果相符。本文所做工作为大口径衍射望远系统的设计提供了良好的理论基础和初始模型结构, 能够极大地缩短设计周期, 提高成像质量。

Abstract

When taking the film diffractive optical elements as main lens, large aperture diffractive telescope has the characteristics such as low mass density(surface mass density can reach 01 kg/m2), loose surface shape tolerance(surface accuracy requirements are the magnitude of centimeter) and low launch costs. In this paper, the imaging theory and the configuration of diffractive telescope are discussed. Then, the calculation process of the initial structure of this optical system is derived. A prototype system with 300-mm aperture, 2-m focal length and working wavelength from 058 μm to 068 μm is designed and star image test and resolution board test are carried out. The test result of star image is close to diffraction limit, which is agree well with the design result. The work in this paper can provide theory foundation and initial model for diffractive telescope designer, and can help them to reduce design time and increase imaging quality.

补充资料

中图分类号:O436

DOI:

所属栏目:原创文章

基金项目:国家自然科学基金项目(No.11874091); 中国科学院光谱成像技术重点实验室开放课题; 吉林省自然科学基金项目(No.20180101031JC)

收稿日期:2018-06-11

修改稿日期:2018-07-13

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

赵 维:长春理工大学, 长春 130022中国科学院光谱成像技术重点实验室, 西安 710119吉林警察学院, 长春 130117
刘 华:东北师范大学 物理学院国家级实验教学示范中心, 长春130024中国科学院光谱成像技术重点实验室, 西安 710119
陆子凤:东北师范大学 物理学院国家级实验教学示范中心, 长春130024中国科学院光谱成像技术重点实验室, 西安 710119
卢振武:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
王 新:长春理工大学, 长春 130022

联系人作者:赵维(zhaowei_0102@163.com)

备注:赵 维(1983—), 女, 吉林长春人, 硕士, 讲师, 2005年、2008年于长春理工大学分别获得学士、硕士学位, 主要从事光电成像器件与系统方面的研究。

【1】HYDE R A. Eyeglass.1.Very large aperture diffractive telescopes[J]. Appl. Opt.,1999,38(19): 4198-4212.

【2】HYDE R A,DIXIT S,WEISBERG A,et al.. Eyeglass: a very large aperture diffractive telescopes[J]. SPIE,2002,4894: 28-39.

【3】BARTON M,BRITTEN J A,DIXIT S N,et al.. Fabrication of large-aperture lightweight diffractive lenses for use in space[J]. Appl. Opt.,2001,40(4): 447-451.

【4】PAUL A,CHRIS S,JEANETTE D,et al.. Aaron seltzer ball aerospace and technologies corp, boulder co 80301moire-initial demonstration of a transmissive diffractive membrane optic for large lightweight optical telescopes[J]. SPIE,2012,8442: 84422.

【5】OLHA A,GEOFF A,MICHAEL E. Dickinson optical testing of a membrane diffractive optic for space-based solar imaging[J]. SPIE,2014,9006: 90060D1-9006D12.

【6】HOWARD A M,JAMES B BE. Reviresco large diffractive/refractive apertures for space and airborne telescopes[J]. SPIE,2013,8739: 873904-873915.

【7】ASMOLOVA,GEOFF A,MICHAEL D,et al.. Trey quiller thomas murphey optical analysis of a membrane photon sieve space telescope[J]. SPIE,2013,8739: 87390C-8739C12.

【8】GEOFF A,OLHA A。 Thomas Dickinson Falcon SAT-7: a membrane space telescope[J]。 SPIE,2014,9085: 908504-980415。

【9】ANGLE F,WANG M R,YANG J J . Achromatic hybrid refractive-diffractive lens with extended depth of focus[J]. Appl. Opt.,2004,43(30): 5618-5630.

【10】JIM E,ROD H,RICHARD B. Twenty meter space telescope based on diffractive Fresnel lens[J]. SPIE,2004,5166: 148-156.

【11】张楠, 卢振武, 李凤有.衍射望远镜光学系统设计[J].红外与激光工程, 2007, 36(1): 106-108.
ZHANG N,LU ZH W,LI F Y. Otical design diffractive telescope[J]. Infrared and Laser Engineering,2007,36(1): 106-108.(in Chinese)

【12】朱威, 徐琰, 颜树华.宽光谱超大孔径反衍望远系统设计[J].应用光学, 2008, 29(1): 40-44.
ZHU W,XU Y,YAN SH H. Design of broad bandwidth reflective-diffractive hybrid telescope with super large aperture[J]. Journal of Applied Optics,2008,29(1): 40-44.(in Chinese)

【13】YUE J Y,LIU H,LU ZH W,et al.. Compound diffractive telescope system: design stray light analysis, and optical test[J]. Chin. Phys. B,2010,19(1): 010702.

【14】LU ZH W,ZHANG N,LIU H,et al.. Compound telescope[J]. SPIE,2006,6289: 1-6.

【15】YUE J Y,LU ZH W,LIU H,et al。。 Imaging analysis of a novel compound diffractive telescope system[J]。 SPIE,2009,7426: 74260Z-1。

【16】刘民哲, 刘华, 许文斌, 等.用于空间望远镜的薄膜光子筛[J].光学 精密工程, 2014, 22(8): 2127-2134.
LIU M ZH,LIU H,XU W B,et al.. Membrane photon sieve for space telescope[J]. Opt. Precision Eng.,2014,22(8): 2127-2134.(in Chinese)

【17】刘华, 卢振武, 闫勇.大口径衍射望远系统公差分析及测量[J].光子学报, 2013, 42(10): 1203-1207.
LIU H,LU ZH W,YAN Y. Large aperture diffractive telescope tolerance analysis and measurement[J]. Acta Photonica Sinica,2013,42(10): 1203-1207.(in Chinese)

【18】JIN G,YAN J L,LIU H,et al。。 Flat-stitching error analysis of large-aperture photon sieves[J]。 Applied Optics,2014,53(1): 90-95。

引用该论文

ZHAO Wei,LIU Hua,LU Zi-feng,LU Zhen-wu,WANG Xin. Initial structure of large aperture diffractive telescope[J]. Chinese Optics, 2019, 12(6): 1395-1402

赵 维,刘 华,陆子凤,卢振武,王 新. 大口径衍射望远系统初始结构研究[J]. 中国光学, 2019, 12(6): 1395-1402

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