辐射状多子镜阵列结构的成像特性 
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Imaging Characteristics of Radial Multi-Sub-Mirror Array
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院, 江苏 南京 210023
2 中国空间技术研究院北京空间机电研究所, 北京 100094
图 & 表
图 1. 光学稀疏孔径成像系统的简化模型
Fig. 1. Simplified model of optical sparse aperture imaging system
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图 2. 辐射状多子镜阵列结构
Fig. 2. Schematic of radial multi-sub-mirror array structure
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图 3. 不同结构下填充因子F随无量纲子孔径约化直径d0的变化
Fig. 3. Fill factor F as a function of dimensionless sub-aperture simplification diameter d0 in different structures
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图 4. 不同填充因子下2种不同结构的光瞳图和调制传递函数轮廓图。(a) F=26%,II-312型结构;(b) F=49%,II-312型结构;(c) F=26%,I-331型结构;(d) F=49%,I-331型结构
Fig. 4. Optical pupil diagrams and MTF profiles of two different structures with different fill factors. (a) Type II-312 structure when F=26%; (b) type II-312 structure when F=49%; (c) type I-331 structure when F=26%; (d) type I-331 structure when F=49%
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图 5. 不同填充因子下2种阵列结构的调制传递函数俯视图。(a) F=14%,II-312型结构;(b) F=26%,II-312型结构;(c) F=49%,II-312型结构;(d) F=14%,I-331型结构;(e) F=26%,I-331型结构;(f) F=49%,I-331型结构
Fig. 5. Top views of MTF of two array structures with different fill factors. (a) Type II-312 structure when F=14%; (b) type II-312 structure when F=26%; (c) type II-312 structure when F=49%; (d) type I-331 structure when F=14%; (e) type I-331 structure when F=26%; (f) type I-331 structure when F=49%
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图 6. 2种不同结构的调制传递函数与填充因子F的关系。(a) II-312型结构,水平方向;(b) II-312型结构;垂直方向;(c) I-331型结构,水平方向;(d) I-331型结构;垂直方向
Fig. 6. MTF as a function of fill factor F for two different structures. (a) Type II-312 structure in horizontal direction; (b) type II-312 structure in vertical direction; (c) type I-331 structure in horizontal direction; (d) type I-331 structure in vertical direction
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图 7. 不同填充因子下多子镜结构(II-312型)和复合环形结构调制传递函数的比较(水平方向)。(a) F=20%;(b) F=26%;(c) F=33%;(d) F=39.6%
Fig. 7. Comparison of MTFs between multi-sub-mirror structure (type II-312) and composite ring-shaped structure with different fill factors (in horizontal direction). (a) F=20%; (b) F=26%; (c) F=33%; (d) F=39.6%
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表 1当n1=3时I型与II型辐射状多子镜结构参数
Table1. Parameters of type I and type II radial multi-sub-mirror structures when n1=3
| Type | n2 | n3 | N | Fmax /% |
|---|
| 2 | 1 | 21 | 43 | | Type I | 3 | 1 | 24 | 49 | | 3 | 2 | 30 | 61 | | Type II | 1 | 2 | 24 | 49 |
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表 2II-312型结构的特性指标
Table2. Characteristic indexes of type II-312 structure
| F /% | Ratio of practical effective diameters Dr/D | Ratio of average fMTF | ρr/ρD | αMTF,mid |
|---|
| 20 | 0.8902 | 0.0973 | 0.7925 | 0.0465 | | 26 | 0.8988 | 0.1080 | 0.8079 | 0.0519 | | 33 | 0.9107 | 0.1195 | 0.8294 | 0.0566 | | 41 | 0.9586 | 0.1254 | 0.9190 | 0.0598 | | 49 | 0.9623 | 0.1232 | 0.9259 | 0.0578 |
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表 3I-331型结构的特性指标
Table3. Characteristic indexes of type I-331 structure
| F /% | Ratio of practical effective diameters Dr/D | Ratio of average fMTF | ρr/ρD | αMTF,mid |
|---|
| 20 | 0.7938 | 0.0834 | 0.6322 | 0.0395 | | 26 | 0.8221 | 0.0961 | 0.6758 | 0.0459 | | 33 | 0.8683 | 0.1136 | 0.7539 | 0.0537 | | 41 | 0.9545 | 0.1258 | 0.9108 | 0.0599 | | 49 | 0.9588 | 0.1234 | 0.9194 | 0.0582 |
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表 4不同填充因子下复合环型结构的特性指标
Table4. Characteristic indexes of composite ring-shaped structure with different fill factors
| F /% | Ratio of practical effective diameters Dr/D | Ratio of average fMTF | ρr/ρdc | αMTF,mid |
|---|
| 20.0 | 0.7123 | 0.0798 | 0.6109 | 0.0364 | | 26.0 | 0.7816 | 0.0912 | 0.6678 | 0.0412 | | 33.0 | 0.8441 | 0.1091 | 0.7489 | 0.0512 | | 39.6 | 0.8913 | 0.1201 | 0.8596 | 0.0521 |
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刘肖尧, 梁忠诚, 郝未倩, 赵瑞, 孔梅梅, 陈陶, 张月. 辐射状多子镜阵列结构的成像特性[J]. 光学学报, 2019, 39(8): 0811003. Xiaoyao Liu, Zhongcheng Liang, Weiqian Hao, Rui Zhao, Meimei Kong, Tao Chen, Yue Zhang. Imaging Characteristics of Radial Multi-Sub-Mirror Array[J]. Acta Optica Sinica, 2019, 39(8): 0811003.
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