镜面散射对离轴三反系统成像质量的影响

作者：吕洋^*; 曾雪锋^*; 张峰^*

来源：激光与光电子学进展, 2018, 55(09): 425-432.

• 表面光学
• 表面散射
• 离轴三反系统
• 功率谱密度
• 双向散射分布
• 环围能量比

针对天文望远镜光学系统中镜面散射对成像质量的影响,提出了一种基于反射镜表面功率谱密度计算离轴三反成像系统像面环围能量比的方法。基于Harvey-Shack散射模型,提出了像面光强分布与反射镜表面功率谱密度的关系,描述了离轴三反系统中的散射在各个反射面的传播过程,并给出了像面光强分布与反射镜表面有效均方根相对于工作波长的比值的关系。通过多手段测量获取1.5m口径加工样件在不同空间频率频段内的表面功率谱密度,利用k-相关模型拟合其全频段一维功率谱密度和二维功率谱密度,加工样件的面形精度有效均方根(在1/D到1/λ范围内)为13.7nm。对比了离轴三反系统在不同工作波长下像面环围能量比的分布,给出在我国某大型空间天文望远镜在考虑散射情况下的加工要求,镜面的有效均方根为10.3nm,其中低频误差均方根小于8nm。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院大学; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所