在反射光学系统中大多采用凸非球面,但凸非球面的加工和检验一直是比较困难的问题.利用透射凸二次非球面具有自消像差的能力,从三级像差理论出发,提出了凸二次非球面的透射式自准检验和反射式自准检验两种方案,解决了采用Hindle球检验口径过大的问题.以某型号φ600R-C系统的凸次镜为例,分析了加工过程中的检验精度,并和Hindle球检验方法进行比较.结果表明,凸非球面的自准检验是一种切实可行的高精度检验方法.

某研究所要求研制一台夜间红外观测系统,观测波段为3～5 μm,焦距f=900 mm,相对口径为1∶4,视场角2ω=0.8°.红外焦平面是已有的,其冷屏直径为Φ5 mm,冷屏至焦面的距离为20 mm.由于从设计开始,要求完成的时限很短,因此必须将缩短加工周期的问题作为重要因素来考虑.工作在3～5 μm波段,首选的必然是非球面反射系统,而非球面的加工与检验的难易直接和其参数有关.因此在评价设计结果时,不能仅从像质好坏来看,还要看其需要的加工周期长短.接受到任务之后,首先找到了可行的方案,然后设计了几个具体的系统,在比较了两个最可行的设计结果之后,选择了其中之一.

研制某R-C光学系统的关键技术之一是制造有效通光口径为600mm轻质双曲面主反射镜，该主镜相对孔径A=1／1．2，轻量化率53％，材料为德国肖特（SChott）公司微晶玻璃。系统在红外波段使用。主镜的加工中采用了会聚光奥夫纳补偿检验，激光辅助调节光路等措施，也在支撑方法和夹持方式作了改进，采用了定点手修像散的方法，确保轻量化主镜的成功研制。系统对接检验弥散圆直径0．02mm，用WYKO激光干涉仪检测，系统波面误差（PV）值为1．23λ（λ=0．6328μm），均方根（RMS）值0．18A，各项指标达到了设计要求。