CN108873304A - 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统 - Google Patents

一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108873304A
CN108873304A CN201810588198.8A CN201810588198A CN108873304A CN 108873304 A CN108873304 A CN 108873304A CN 201810588198 A CN201810588198 A CN 201810588198A CN 108873304 A CN108873304 A CN 108873304A
Authority
CN
China
Prior art keywords
corrector
mirror
secondary mirror
visual field
lens barrel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810588198.8A
Other languages
English (en)
Inventor
梁明
王海仁
郑宪忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Purple Mountain Observatory of CAS
Original Assignee
Purple Mountain Observatory of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Purple Mountain Observatory of CAS filed Critical Purple Mountain Observatory of CAS
Priority to CN201810588198.8A priority Critical patent/CN108873304A/zh
Publication of CN108873304A publication Critical patent/CN108873304A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/0065—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element having a beam-folding prism or mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，包括主镜、副镜、滤光片和遮光系统，还包括改正镜一、改正镜二和改正镜三，遮光系统包括副镜遮光罩和改正镜筒，主镜的中部设有主镜中心孔，改正镜筒位于主镜中心孔内，改正镜筒的内部从左至右依次密封连接有改正镜一、改正镜二、滤光片和改正镜三，副镜位于改正镜筒和主镜的左侧，副镜遮光罩位于副镜的右侧且副镜遮光罩与副镜密封连接，外部平行光经过主镜反射调整方向从而形成反射光一，反射光一经过副镜反射调整方向从而形成反射光二，反射光二依次经过改正镜一、改正镜二、滤光片和改正镜三透射到达探测器；本发明可以满足大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等高要求。

Description

一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统
技术领域
本发明涉及天文光学望远镜光学系统，具体涉及一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统。
背景技术
天文实测精度和能力的显著提高会大大促进人类对宇宙的认知。不断拓展发现空间（discovery space），提高天文观测的灵敏度、角分辨率、谱分辨率、时间分辨率和拓宽波段覆盖是实测天文发展的方向（Harwit 1984）。现代天文技术和信息技术的快速发展，促成实测天文大规模获取高精度观测数据能力的突破性提升。当前单台大视场光学望远镜已经能够在一至几年观测周期获取超过PB大小的观测数据，使得天文学进入大数据（Big Data）时代，也开启时域天文学（time-domain astronomy）这一新的研究领域。当代天文学发展日新月异，新的天文发现不断涌现，对宇宙起源、暗物质和暗能量的本质、各类天体的起源演化、黑洞周围等极端条件下的物理和不同天文现象的认识也不断深入。建造新一代大视场巡天望远镜，提供大规模数字图像巡天能力，在图像观测的灵敏度和时间分辨率方面不断突破，已成为地面光学设备发展的主要趋势之一。
我们国家2.5大视场光学巡天望远镜项目已启动，国家计划投资2个亿，瞄准世界最先进的科学目标与技术水平，力争在2021年建成北半球最先进的大视场巡天望远镜。然而，光学系统设计是大视场巡天望远镜最核心关键技术之一，关系到望远镜视场、成像质量等重要参数，也决定了望远镜的整体外观，同时也是望远镜结构设计和成本控制的重要依据。世界上现有光学望远镜所采用设计方案不能满足新一代大视场巡天望远镜大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等高要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，本大视场巡天望远镜的卡氏光学系统可以满足新一代大视场巡天望远镜大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等高要求。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，包括主镜、副镜、滤光片和遮光系统，还包括改正镜一、改正镜二和改正镜三，所述遮光系统包括副镜遮光罩和改正镜筒，所述主镜的中部设有主镜中心孔，所述改正镜筒位于所述主镜中心孔内，所述改正镜筒的内部从左至右依次密封连接有改正镜一、改正镜二、滤光片和改正镜三，所述副镜位于所述改正镜筒和主镜的左侧，所述副镜遮光罩位于所述副镜的右侧且副镜遮光罩与所述副镜密封连接，所述主镜用于接收外部平行光，所述外部平行光经过主镜反射调整方向从而形成反射光一，反射光一通过副镜遮光罩到达副镜上，反射光一经过副镜反射调整方向从而形成反射光二，反射光二依次经过改正镜筒内部的改正镜一、改正镜二、滤光片和改正镜三透射到达探测器，所述探测器的左端与所述改正镜筒的右端密封连接。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述主镜采用口径为2500mm的类双曲面高次非球面反射镜。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述副镜采用口径为1243.4mm的非球面反射镜。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述副镜遮光罩的右端直径为1371mm。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述改正镜一的口径为820mm。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述副镜与探测器的左端之间的距离为2652.2mm。
本发明的有益效果为：本发明通过以上独特的设计，即主镜、副镜、滤光片、改正镜一、改正镜二、改正镜三的结构设计、口径大小设计和位置排序设计从而使本发明具有以下优点：（1）在3o大视场范围内和覆盖u/g/r/i/z/w的宽波段内实现优于0.4角秒像质的高质量成像，在充分利用台址优良视宁度的同时，获得了高达29.3 m2deg2的通光量；2）高紫外透过率，扩展u波段覆盖320~390nm，其中在320nm波长处光学系统透过率大于23.5%。遮光系统与主光系统(指除了罩和筒之外的光学器件组成的系统)共同优化，使系统在拦掉全部背景辐射的条件下实现最大光通量。因此本发明可以实现大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面根据图1对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1，本实施例提供一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，所述卡氏光学系统置于探测器成像之前，所述卡氏光学系统包括类RC两反射镜（主镜1和副镜2）、滤光片3和遮光系统，还包括改正镜一4、改正镜二5和改正镜三6，所述遮光系统包括副镜遮光罩7和改正镜筒8，所述主镜1的中部设有主镜中心孔9，所述改正镜筒8位于所述主镜中心孔9内，所述改正镜筒8的内部从左至右依次密封连接有改正镜一4、改正镜二5、滤光片3和改正镜三6，所述副镜2位于所述改正镜筒8和主镜1的左侧，所述副镜遮光罩7位于所述副镜2的右侧且副镜遮光罩7与所述副镜2密封连接，所述主镜1用于接收外部平行光10，所述外部平行光10经过主镜1反射调整方向从而形成反射光一11，反射光一11通过副镜遮光罩7到达副镜2上，反射光一11经过副镜2反射调整方向从而形成反射光二12，反射光二12依次经过改正镜筒8内部的改正镜一4、改正镜二5、滤光片3和改正镜三6透射到达探测器13的左端进行成像，所述探测器13的左端与所述改正镜筒8的右端密封连接。本实施例中的探测器13采用CCD相机。
本实施例中的所述主镜1采用口径为2500mm的类双曲面高次非球面反射镜。所述副镜2采用口径为1243.4mm的非球面反射镜。所述副镜遮光罩7的右端直径为1371mm。所述改正镜一4的口径为820mm。所述副镜2与探测器13的左端之间的距离为2652.2mm。主镜1、副镜2、滤光片3、改正镜一4、改正镜二5、改正镜三6和遮光系统均通过支撑系统进行支撑安装从而形成大视场巡天望远镜，通过设置副镜2口径的大小和位置、改正镜一4的口径的大小和位置、主镜1的口径的大小和位置以及副镜2与探测器13的左端的距离以及位置关系从而实现大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等功能。
本发明的基本原理如下，宇宙无穷远的星星，其发出的光线从太空射向地球，透过大气层，可以看成平行光入射到望远镜的主镜1，经主镜1反射，再经副镜2反射，进而经过改正镜一4、改正镜二5、滤光片3和改正镜三6透射，从而到达望远镜终端，通过探测器13成像，从而实现大视场、宽波段、高通光量、高紫外透过率等功能。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，包括主镜（1）、副镜（2）、滤光片（3）和遮光系统，其特征在于：还包括改正镜一（4）、改正镜二（5）和改正镜三（6），所述遮光系统包括副镜遮光罩（7）和改正镜筒（8），所述主镜（1）的中部设有主镜中心孔（9），所述改正镜筒（8）位于所述主镜中心孔（9）内，所述改正镜筒（8）的内部从左至右依次密封连接有改正镜一（4）、改正镜二（5）、滤光片（3）和改正镜三（6），所述副镜（2）位于所述改正镜筒（8）和主镜（1）的左侧，所述副镜遮光罩（7）位于所述副镜（2）的右侧且副镜遮光罩（7）与所述副镜（2）密封连接，所述主镜（1）用于接收外部平行光（10），外部平行光（10）经过主镜（1）反射调整方向从而形成反射光一（11），反射光一（11）通过副镜遮光罩（7）到达副镜（2）上，反射光一（11）经过副镜（2）反射调整方向从而形成反射光二（12），反射光二（12）依次经过改正镜筒（8）内部的改正镜一（4）、改正镜二（5）、滤光片（3）和改正镜三（6）透射到达探测器（13），所述探测器（13）的左端与所述改正镜筒（8）的右端密封连接。
2.根据权利要求1所述的大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，其特征在于：所述主镜（1）采用口径为2500mm的类双曲面高次非球面反射镜。
3.根据权利要求1所述的大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，其特征在于：所述副镜（2）采用口径为1243.4mm的非球面反射镜。
4.根据权利要求1所述的大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，其特征在于：所述副镜遮光罩（7）的右端直径为1371mm。
5.根据权利要求1所述的大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，其特征在于：所述改正镜一（4）的口径为820mm。
6.根据权利要求1所述的大视场巡天望远镜的卡氏光学系统，其特征在于：所述副镜（2）与探测器（13）的左端之间的距离为2652.2mm。
CN201810588198.8A 2018-06-08 2018-06-08 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统 Pending CN108873304A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810588198.8A CN108873304A (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810588198.8A CN108873304A (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108873304A true CN108873304A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64338744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810588198.8A Pending CN108873304A (zh) 2018-06-08 2018-06-08 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108873304A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111812835A (zh) * 2020-06-28 2020-10-23 中国科学院紫金山天文台 用于大视场施密特巡天望远镜的像场改正器
CN112083565A (zh) * 2020-09-27 2020-12-15 中国科学院紫金山天文台 用于大视场施密特巡天望远镜的卡式光学系统
CN113253440A (zh) * 2021-06-11 2021-08-13 南昌大学 超紧凑大口径离轴反射式远心物镜
CN113640981A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 一种大口径大视场双凹面反射镜望远镜光学系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1178913A (zh) * 1997-10-29 1998-04-15 中国科学院上海技术物理研究所 双波段红外望远镜光学系统
CN1383021A (zh) * 2002-05-23 2002-12-04 中国科学院上海技术物理研究所 折反射式宽波段成像望远镜光学系统
CN2651770Y (zh) * 2003-10-13 2004-10-27 潘君骅 一种科普天文望远镜的光学结构
CN101201450A (zh) * 2007-11-21 2008-06-18 中国科学院上海技术物理研究所 折反射式双波段成像望远镜光学系统
CN106575031A (zh) * 2013-04-05 2017-04-19 佛罗里达州大学研究基金会 用于航天器的望远镜和望远镜阵列
EP3179198A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-14 Goodrich Corporation Telescope and beam expander assemblies

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1178913A (zh) * 1997-10-29 1998-04-15 中国科学院上海技术物理研究所 双波段红外望远镜光学系统
CN1383021A (zh) * 2002-05-23 2002-12-04 中国科学院上海技术物理研究所 折反射式宽波段成像望远镜光学系统
CN2651770Y (zh) * 2003-10-13 2004-10-27 潘君骅 一种科普天文望远镜的光学结构
CN101201450A (zh) * 2007-11-21 2008-06-18 中国科学院上海技术物理研究所 折反射式双波段成像望远镜光学系统
CN106575031A (zh) * 2013-04-05 2017-04-19 佛罗里达州大学研究基金会 用于航天器的望远镜和望远镜阵列
EP3179198A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-14 Goodrich Corporation Telescope and beam expander assemblies

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111812835A (zh) * 2020-06-28 2020-10-23 中国科学院紫金山天文台 用于大视场施密特巡天望远镜的像场改正器
CN112083565A (zh) * 2020-09-27 2020-12-15 中国科学院紫金山天文台 用于大视场施密特巡天望远镜的卡式光学系统
CN113253440A (zh) * 2021-06-11 2021-08-13 南昌大学 超紧凑大口径离轴反射式远心物镜
CN113640981A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 一种大口径大视场双凹面反射镜望远镜光学系统
CN113640981B (zh) * 2021-08-12 2023-01-06 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 一种大口径大视场双凹面反射镜望远镜光学系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108873304A (zh) 一种大视场巡天望远镜的卡氏光学系统
CN102866487B (zh) 同轴四反超低畸变光学系统
CN102927982B (zh) 双光谱的自主导航敏感器及其设计方法
CN104656251B (zh) 暗弱点状目标探测用亚角秒级大口径紧凑型光学结构
CN104317039A (zh) 一种折反式摄远物镜
CN102252756B (zh) 一种星载差分吸收光谱仪前置光学系统
CN104181687B (zh) 集太阳观测与恒星观测功能于一体的多功能天文望远镜
CN100576012C (zh) 一种紫外月球敏感器的光学系统
CN105807405B (zh) 适用于大动态范围近半球视场恒定分辨率多光谱光学系统
CN103873856B (zh) 一种空间遥感器在轨红外焦平面自反射定标方法
CN108802996A (zh) 一种大视场巡天望远镜的三镜光学系统
CN108957725A (zh) 改正型Schmidt望远镜光学系统
CN106324816B (zh) 一种轻小型亿像素高分辨率空间相机
CN104656235A (zh) 一种长焦距宽矩形视场的离轴三反光学系统
CN107677264B (zh) 一种反射式星敏感器
CN110275281A (zh) 一种天基全反射式远紫外与可见光双波段日冕成像系统
CN107193112B (zh) 一种深空探测用导航星敏感器镜头
CN108873303A (zh) 一种大视场巡天望远镜主焦光学系统
CN108345095A (zh) 一种宽幅低杂光全天时星跟踪器光学结构
CN208902974U (zh) 基于施密特望远镜和奥夫纳分光的高光谱成像仪光学系统
CN209765142U (zh) 一种数字航空测绘全色相机光学系统
CN208013534U (zh) 一种宽幅低杂光全天时星跟踪器光学结构
Tofani et al. Design of the EnVisS instrument optical head
AU2021102434A4 (en) The Wide Field of View Telescope Optical System for Sitian Project
CN102221742A (zh) 用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123

RJ01 Rejection of invention patent application after publication