消除卡塞格林系统杂光的措施-光学精密工程.PDF

第 5 卷　第 5 期 光学　精密工程 . 5, . 5 V o l N o 1997 年 10 月 O P T IC SAN D PR EC IS ION EN G IN EER IN G O ctob er , 1997 消除卡塞格林系统杂光的措施 史光辉 ( 中国科学院长春光学精密机械研究所, 长春 130022) 　　摘要　对卡塞格林系统的杂光进行了分析, 并提出了消杂光的措施。 关键词: 杂光; 卡塞格林系统 1　引　　言 　　杂光是指入射到光学系统内或在系统内产生的非成像光束。消杂光的目的是减弱或减少 进入像面视场的杂光。杂光的危害是降低像的对比。卡塞格林系统主要有三种杂光: 1、不经主 镜, 次镜由物空间直接射到或经过校正镜和场镜后射到像面的杂光。这是卡塞格林系统特有 的。2、主要是视场内的成像光束, 不按成像光路、经镜面来回反射到像面的杂光。3、主要是进 入系统的, 视场外的光线经筒壁漫反射而射到像面的杂光。其中第二种杂光要靠镀增透膜和提 高镜面光洁度来消除。本文讨论的是消除其它两种杂光的措施。 2　消除不经主镜和次镜射入系统的杂光 　　这是在设计卡塞格林系统一开始就要考虑的问题, 因为它影响到系统的中心遮拦比和轴 外光束的遮拦, 因而影响成像质量指标, 也涉及到总体结构安排。消除不经主镜和次镜射入系 统的杂光有三种措施。 ) 1 加内遮光筒和在次镜上加遮光罩。见图 1, 确定内遮光筒前口径大小的B 点为经主镜和 次 镜反射后的轴上孔径边缘光线SB 和由中心遮拦口径决定的, 经主镜反射后的内孔径光线 P B 的交点。将B 点和像边缘点I 连线, 其延长线和经主镜反射后轴上孔径边缘光线P S 交于 2 1 A , 则A S 即为加在次镜上遮光罩的长度, 其和光轴夹角即边缘光线经主镜反射与光轴交角。这 样做比垂直光轴方向加遮光罩可以减小遮拦比。内遮光筒前口径大小和位置在高斯光学设计 收稿 日期: 1997 年 4 月 29 日 5 期 史光辉: 　消除卡塞格林系统杂光的措施　　　　　　　　　　　　　　 11 时就应求出来。见图 1, 遮光 筒的后 口径, 即遮光筒搭在 主镜面上的口径应等于或小 于由经过遮光筒前口径边缘 ( 的B ′点 和B 点对称于光 ) 轴 的边缘视场的孔径内的 光线与主镜面的交点P 3 所 确定的口径。这可以通过光 线追迹逐次接近求出。 这一措施在一般教科书 [ 1 ] 上有过介绍。 2) 除加内遮光筒和次镜　F ig. 1　To p reven t st ray ligh t from obzect sp ace up to fie ld o f v iew im age 遮光罩外, 再加外遮光罩。前 p lan e u sing in tern a l sh ade an d sh ade on th e secon d m ir ro r 一种措施随着视场增大, 遮 拦比也随之增加, 见图 1。若 视场增加, 为防止直射杂光 ( ) 虚线 进入视场, 就需继续 增加遮拦比, 为保证像质, 有 时这是不允许的。这需另外 采取措施。为此, 可让加在系 统前边的, 用来防止来 自视 场外杂光的外遮光罩也参与 防止直射杂光。具体作法是, 　F i