Eksen dışı üç ayna optik sistemi

Eksen dışıÜç ayna optik sistemi, üç aynanın kombinasyonu ile yüksek çözünürlüklü ve geniş alan görüntüleme sağlayan gelişmiş bir optik tasarımdır. Bu sistem, astronomik gözlem, askeri keşif ve bilimsel deneyler gibi alanlarda geniş uygulamalara sahiptir.

Eksen dışı üç ayna optik sistemi genellikle üç ana aynadan oluşur: birincil ayna (M1), ikincil ayna (M2) ve üçüncül ayna (M3). Bu aynaların kombinasyonu, sistemin optik yolunu oluşturur ve dikkatli bir tasarımla yüksek optik performans elde edilebilir.

Eksen dışıÜç ayna optik sistemi aşağıdaki önemli özelliklere sahiptir:

Engelsiz tasarım:Eksen dışı tasarım, optik sistemin merkezi kısmının tıkanıklığını önler ve böylece sistemin ışık verimini artırır. Fourier optiklerinin bakış açısıyla, merkezi tıkanıklığın olmaması, modülasyon transfer fonksiyonunun (MTF) eğrisinin, görüntü kalitesini ve hedef algılama hassasiyetini geliştirmeye yardımcı olan orta frekanslarda düşmesini de önler.

Yüksek çözünürlük ve geniş görüş alanı:Üç yüzeyin tümü asferik veya hatta serbest biçimli yüzeylerse, mevcut çok sayıda değişken hassas optik tasarım sağlar. Eksen dışı üç ayna sistemi, aynı anda yüksek çözünürlüklü ve geniş alan görüntüleme elde edebilir ve geniş alan gözlemi gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Özellikle uzaktan algılama için itme-süpürge kameralarının tasarımında. Eksen dışı üç ayna optik sisteminin görüş alanının genellikle dengelendiğini ve bazen uygulama senaryosu tarafından kısıtlanabilen rotasyonel simetriden yoksun olduğunu belirtmek önemlidir.

Dalga boyu ve çevresel çok yönlülük:Tamamen yansıtıcı bir optik sistem olarak, çok dalga boyu algılama sistemleri veya çift renkli dedektörler için çok uygun olan eksen dışı üç ayna sistemi üretmez. Ek olarak, atermalizasyon esas olarak optik sistemin farklı çevre koşullarında odaklanmasını düzeltir. Üç ayna optik sistemi, alt tabaka için yapısal bileşenler ile aynı malzemeyi kullanıyorsa, sistem sıcaklık değişiklikleri ile orantılı olarak genişleyecek ve sözleşme yapacaktır, bu da önemli bir avantaj olan termal sapmalardan kaçınacaktır.

Esnek yapısal tasarım:Eksen dışı tasarım, optik sistem için daha fazla özgürlük sağlar ve farklı uygulama ihtiyaçlarına göre ayarlamalar ve optimizasyonlar sağlar. Ancak, bu yapısal tasarım esnekliği de optik sistem tasarımı için zorluklar yaratıyor. Mevcut bir sınır araştırma yönü, ön çalışmayı mümkün olduğunca basitleştirmek için optik sistem tasarımının yapay zekasıyla birleşimidir.

Yapısal formlar ve optik performans

Dört tip yapısal form esas olarak aynaların katlama yönüne ve aynaların göreceli pozisyonlarına göre ayırt edilir, aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Tier 1 tasarım:Serbest form yüzey düzeltmesi için en büyük potansiyele sahiptir. Bu tasarım formunda, aynalar arasındaki göreceli pozisyonlar ve açılar, ilk sapmaları en aza indirmek için dikkatlice tasarlanmıştır.

Tier 2 tasarımı:Bazı düzeltme potansiyeline sahiptir ancak hacim ile sınırlıdır. Tier 1 tasarımına kıyasla, Tier 2 tasarımı bazı geometrik parametrelerde bazı ödün verir ve bu da biraz daha düşük performansa neden olur.

Tier 3 tasarım:Sınırlı düzeltme potansiyeli. Bu tasarım önemli ilk sapmalara sahiptir ve serbest form yüzey düzeltmesi ile bile son performans ideal değildir.

Tier 4 tasarım:Minimum düzeltme potansiyeli. Bu tasarımın büyük başlangıç sapmaları vardır ve serbest form yüzey düzeltmesinden sonra etkisi hala zayıftır, bu da yüksek performanslı görüntüleme gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır.