Исследование трехзеркальных объективов, работающих с внеосевым полем, для дистанционного зондирования Земли

Бутылкина К.Д., Валявин Г.Г., Васильев В.Н., Романова Г.Э.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Бутылкина К.Д., Романова Г.Э., Васильев В.Н., Валявин Г.Г. Исследование трехзеркальных объективов, работающих с внеосевым полем, для дистанционного зондирования Земли // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 9. С. 20–27. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-09-20-27

Butylkina K.D., Romanova G.E., Vasiliev V.N., Valiyavin G.G. Investigation of three-mirror objectives for Earth remote sensing operating with an off-axis field of view [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 9. P. 20–27. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-09-20-27

Ссылка на англоязычную версию:

K. D. Butylkina, G. E. Romanova, V. N. Vasil’ev, and G. G. Valyavin, "Investigation of three-mirror objectives for Earth remote sensing operating with an off-axis field of view," Journal of Optical Technology. 88(9), 497-502 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000497

Аннотация:

Широкое применение данных дистанционного зондирования Земли делает актуальным разработку, исследование и совершенствование объективов телескопов, используемых в них в качестве основного оптического инструмента. Для обеспечения совокупности требуемых для современных аппаратов характеристик (фокусное расстояние до 5 м, угловое поле до 2–3°, предельное пространственное разрешение до 0,75–2 м) в качестве объективов можно применять трехзеркальные системы. Однако в классических центрированных компактных системах основным фактором, влияющим на качество изображения, оказывается экранирование зрачка. В работе представлено описание методики расчета трехзеркальных плананастигматов, работающих с внеосевым полем — без экранирования, а также обсуждаются особенности и возможный способ оценки сложности расчета таких систем с использованием коэффициента сложности. Рассчитаны варианты объективов с фокусным расстоянием 1000 и 1600 мм, диафрагменным числом 4–5, угловым полем до 1–2°.

Ключевые слова:

трехзеркальные объективы, зеркальный плананастигмат, коэффициент сложности, системы с внеосевым полем, дистанционное зондирование Земли

Благодарность:

Настоящее исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект 075-15-2020-780).

Коды OCIS: 220.1000, 350.1260, 350.6090, 230.4040,110.6770

Список источников:

1. Гансвинд И.Н. Малые космические аппараты в дистанционном зондировании Земли // Исследование Земли из космоса. 2019. № 5. С. 82–88.
2. Кулик Е.Н. Оперативный космический мониторинг: вчера, сегодня, завтра // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. № 3. С. 136–141.
3. Состояние орбитальной группировки КА ДЗЗ на 01.07.2020 г. // Дистанционное зондирование земли из космоса в России. 2020. № 2. С. 16–22.
4. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А. Состояние и перспективы развития методов спутникового картографирования растительного покрова России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 203–221.
5. Савицкий А.М., Сокольский М.Н. Оптические системы объективов для малых космических аппаратов // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 10. С. 83–88.
6. Ju G., Ma H., Gu Z., Yan C. Experimental study on the extension of nodal aberration theory to pupil-offset off-axis three-mirror anastigmatic telescopes // J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 2019. № 5(2). Р. 029001. https://doi.org/10.1117/1.JATIS.5.2.029001
7. Ju G., Yan C., Gu Z., Ma H. Nonrotationally symmetric aberrations of off-axistwomirror telescopes induced by axial misalignments // Appl. Opt. 2018. V. 57(6). P. 1399–1409.
8. Zhang X., Xu S., Ma H., Liu N. Optical compensation for the perturbed three mirror anastigmatic telescope based on nodal aberration theory // Opt. Exp. 2017. V. 25. P. 12867–12883.
9. Зверев В.А., Тимощук И.Н., Точилина Т.В. Метод проектирования оптической системы трехзеркального плананастигмата // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 12. С. 56–61.
10. Заварзин В.И., Ли А.В. Расчет центрированного зеркального объектива с эксцентрично расположенным полем изображения // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2016. № 2(107). С. 103–116.
11. Цуканова Г.И. Классификация трехзеркальных объективов // 31 Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. Techische Hochschule Ilmenaux. 1986. № 3. S. 225.
12. Бахолдин А.В., Бутылкина К.Д., Васильев В.Н., Романова Г.Э. Разработка и исследование зеркальных и зеркально-линзовых оптических систем для дистанционного зондирования Земли // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 11. С. 55–61.
13. Бутылкина К.Д., Цуканова Г.И. Светосильные трехзеркальные объективы без промежуточного изображения с выпуклым вторым и вогнутым третьим зеркалами // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 3. С. 3–7.
14. Бутылкина К.Д., Бахолдин А.В., Романова Г.Э. Исследование и расчет светосильных трехзеркальных систем без промежуточного изображения // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 11. С. 47–50.
15. Волосов Д.С. Фотографическая оптика (Теория, основы проектирования, оптические характеристики). Учеб. пособ. для киновузов. 2-е изд. М.: Искусство, 1978. 543 с.
16. ZEMAX 13. Optical Design Program. User’s Manual. June 24, 2015. 805 p.