泛卡塞格林光学系统的色差研究

泛卡塞格林光学系统结构简单、像质优良，广泛应用于空间光学领域中。从对研制完成的谱段位于500～800 nm的泛卡塞格林光学镜头的调制传递函数（MTF）的测量结果出发，结合泛卡塞格林光学系统的结构特点，分析表明光学设计的色差来源于其高次施密特非球面镜，提出了一种利用非球面镜的最小色差条件来改进光学系统的新方法。通过三级像差理论，分析了施密特非球面镜的面形方程，计算出最小色差条件及相应的中性带高度，进行光学设计的优化改进，取得了良好的效果。结果表明，改进后光学系统的色差由原来的31.4 μm减少为4.25 μm，且光学系统的MTF值达到0.6以上（40 lp/mm），像质优良。该方法为类似光学系统的设计提供了一定的参考价值。