大离轴量凹面取样镜的设计
Design of Large Off-axis Concave Sampling Mirror
摘 要
根据系统的使用要求以及椭球面特有的成像性质,提出使用离轴椭球面来完成光束取样和完善成像的设计方式.利用设计输入,计算出镜面的初始结构参数,得到离轴椭球面的二次曲线方程,将计算结果带入光学设计软件ZEMAX中验证成像质量.结果表明:离轴椭球面不但将物点和像点分开,减小了系统的长度,而且在像点处成完善像,将离轴成像转换为轴上成像,使后续光斑成像系统的高质量成像易于实现. 标 签
费马原理 离轴 椭球面 非球面度 光学设计 Fermat principle Off-axis Ellipsoidal mirror Asphericity Optical design
Abstract
According to requirements of the system and special imaging characters of ellipsoidal surface,a design methode-using off-ellipsoidal surface to achieve beam sampling and perfect imaging is presented.With design input,the initial configuration parameter is calculated,and the conic function of off-ellipsoidal surface is obtained.Calculation results are substituted to optical design software ZEMAX to verify imaging quality.The result shows that the off-ellipsoidal surface splits the objective point and the imaging point,reduces the length of the system,gets a perfect imaging on the imaging point,and transfers the off-axis imaging to a axis imaging,which can achieve the high quality imaging of the back focal spot system easily.
中图分类号
TH74
所属栏目
基金项目
国家高技术研究发展计划(051Z331BOA)资助
收稿日期
2009-8-3
修改稿日期
2009-11-5
 作者单位查看李红光:中国科学院西安光学精密机械研究所 先进光学仪器研究室,西安 710119 张彭舜:中国科学院西安光学精密机械研究所 先进光学仪器研究室,西安 710119 达争尚:中国科学院西安光学精密机械研究所 先进光学仪器研究室,西安 710119
 作者简介LI Hong-guangwas born in 1982 and received the M.S.degree from Tongji University in 2007.Now he works at Xi′an Institute of Optics and Precision Mechanics,Chinese Academy of Sciences,and his research interests focus on laser pulse beam control and diagnostic.
引用该论文
LI Hong-guang,ZHANG Peng-shun,DA Zheng-shang. Design of Large Off-axis Concave Sampling Mirror[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2010, 39(5): 851~854 (in chinese) 李红光,张彭舜,达争尚. 大离轴量凹面取样镜的设计[J]. 光子学报, 2010, 39(5): 851~854
参考文献 【1】YAO Qi-jun.Optics tutorial[M].Beijing:Higher Education Press,2002:9-12. 姚启钧.光学教程[M].北京:高等教育出版社,2002:9-12. 【2】CHE Chi-cheng,LI Ying-cai,FAN Xue-wu,et al.Optical design for off-axis two mirror collimator[J].Acta Photonica Sinica,2008,37(9):1794-1796. 车驰骋,李英才,樊学武,等.离轴二镜平行光管的光学设计[J].光子学报,2008,37(9):1794-1796. 【3】PAN Jun-hua.Design,machining and test of aspheric surface[M].Beijing:Science Press,1994:6-9. 潘君骅.光学非球面的设计、加工与检测[M].北京:科学出版社,1994:6-9. 【4】SHA Ding-guo,QUAN Shu-xue,ZHU Qiu-dong,et al.An optical asphericity definition and its accurate calculation[J].Acta Photonica Sinica,1995,24(1):91-94. 沙定国等,全书学,朱秋冬,等.光学非球面度的定义及其准确计算[J].光子学报,1995,24(1):91-94. 【5】YAN Ding-yao,LIU Min-cai,LIU Yi-bin,et al.Study on asphericity of large aperture square off-axis aspherics and applications[J].Optical Technology,2007,33(4):595-598. 鄢定尧,刘民才,刘义彬,等.大口径方形离轴非球面的非球面度计算与应用研究[J].光学技术,2007,33(4):595-598. 【6】QIAN Yu,PAN Jun-hua.A basial parabolic mirror unit-processing technique[J].Optical Technology,1998(3):47-48. 钱煜,潘君骅.离轴抛物面镜的单件加工技术[J].光学技术,1998(3):47-48. 【7】YANG Li,WU Shi-bin,GAO Ping-qi,et al.Manufacture of φ420 mm off-axis paraboloid mirror[J].Optical Technology,1998(3):44-46. 杨力,吴时彬,高平起,等.φ420 mm离轴抛物面反射镜的制造[J].光学技术,1998(3):44-46. 【8】WEI Zi-hua,SHEN Wei-xing.A new method for calculating asphericity of optical aspheric surface[J].Acta Photonica Sinica,2007,36(4):730-732. 韦资华,沈卫星.一种新的光学非球面度的计算方法[J].光子学报,2007,36(4):730-732.
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