为了实现对 14等星目标的精确探测, 本文设计了一个大视场的探测光学系统。首先, 根据选定的 CCD231-84 E2V光电探测器计算了系统入瞳和焦距等初始参数, 依据选定的参数进行了初始结构的选型, 选定了马克苏托夫望远镜的形式并对其进行了改进。然后, 对设计结果进行了探测性能分析。最后, 对设计好的系统进行了公差分析及优化, 使它能满足加工装配需求。设计与分析结果表明: 该探测光学系统折反射镜全表面采用球面, 系统总长 350 mm, 全视场 30 μm包围能量分布均在 86%以上, 最大畸变小于 1%。该系统视场大、结构紧凑、装调难度低、探测灵敏度高、探测范围广, 可用于目标的精确探测。

为了实现空间碎片探测对探测光学系统灵敏度、探测时效性、孔径和总长等的需求,设计了一种大相对孔径大视场空间光学探测系统,并依据探测器指标与目标特性,确定了系统的设计参数,实现了12.5等星的探测。系统采用非对称双高斯透镜组光学结构,工作波段为450~850 nm,视场角为20°,F数为1.05,入瞳口径为150 mm。采用XY多项式自由曲面设计了系统中的一个透镜前表面,分析结果表明,该系统弥散斑均处于2×2个探测像元内,全视场在2×2个像元内的包围能量占比在86%以上,最大畸变小于1.4%。该探测系统结构紧凑,孔径合理,探测效果好,探测灵敏度高,时效性强;所使用的材料性能满足空间使用条件,且与光学加工能力匹配。所设计的探测系统可用于空间碎片的精确探测。