多波段光谱接收与可见光成像共孔径光学系统设计

为满足对飞行目标的多维光谱探测和可见光成像需求，设计了一款基于卡塞格林望远镜结构的共孔径光学系统。系统前端由同轴两反系统组成，主镜为抛物面，次镜为双曲面，后端通过平板分光的方式由各子系统接收。在可见光成像端，利用两片柱面镜成功解决了分光平板引起的像散问题，并通过添加反向倾斜的补偿平板，校正了分光平板引起的光轴偏移问题，可实现对距离为0.5~1.5 km、直径为0.5 m的飞行目标进行可见光成像和多波段光谱接收（200~400 nm、400~760 nm及760~2 500 nm）。成像模块各视场在奈奎斯特频率35 lp/mm处均实现了MTF>0.5，趋近于衍射受限曲线，各光谱接收模块也均满足光纤耦合要求。通过无热化设计，该共孔径系统可实现在−20~50 ℃温度范围内正常工作。公差分析结果表明，该系统能够满足实际加工和装调要求。