平行光管系統(tǒng)對比分析【上海弘測】

類型	核心結構	光路特點
透射式	基于透鏡組（折射系統(tǒng)），分劃板置于物鏡焦平面處，光源與物鏡同側	光線直接通過透鏡折射準直為平行光，無中心遮攔，光軸為直線
同軸反射式	主次鏡共軸（如牛頓式），次鏡位于主鏡前方，形成中心遮攔	光路折疊但中心被次鏡遮擋，有效口徑需兩倍于被測系統(tǒng)，光能利用率低
同軸卡式	卡塞格林系統(tǒng)變體，主鏡為拋物面，次鏡為雙曲面，同軸排列	次鏡遮擋入射光，光路緊湊但存在中心遮攔，視場受限（約1°）
離軸反射式	主次鏡離軸布置，次鏡位于主鏡光路外，無遮擋	光路非對稱折疊，全口徑可用，光能利用率高，視場中等（0.3°-0.5°）
離軸卡式	卡塞格林系統(tǒng)的離軸變體，主鏡為拋物面，次鏡為雙曲面，均偏離光軸	光路無遮擋且折疊，兼具卡式緊湊性和離軸無遮攔優(yōu)勢，但次鏡需高精度非球面加工

參數(shù)	透射式	同軸反射式	同軸卡式	離軸反射式	離軸卡式
口徑范圍	<500mm	100-500mm	100-800mm	100-600mm	100-1000mm
視場角	>30°	<0.5°	~1°	0.3°-0.5°	~0.8°
光能利用率	高（無遮攔）	中（遮攔約20%）	中（遮攔約15%）	高（無遮攔）	高（無遮攔）
典型焦距	500-5000mm	1000-3500mm	1000-5000mm	1000-10000mm	1000-15000mm
波像差（RMS）	λ/10-λ/20	λ/10-λ/20	λ/15-λ/25	λ/20-λ/30	λ/30-λ/50
光譜范圍	可見光-近紅外	紫外-紅外全譜段	紫外-紅外全譜段	紫外-紅外全譜段	紫外-紅外全譜段

1. 透射式

2. 同軸反射式/卡式

3. 離軸反射式/卡式

類型	應用場景
透射式	像質測量、焦距測量、分辨率板測試（如F/FH/FHA系列）
同軸反射式	多光軸調校（激光/紅外光軸校準，如HTZ200-2000F型）
同軸卡式	長焦距空間光學系統(tǒng)（如KFPG系列）
離軸反射式	大口徑航天相機、激光通信（如HLZ200-1000F型）
離軸卡式	高精度天文觀測、軍事制導（如KFPG系列，空間光通信終端）

對比維度	透射式	同軸反射式	同軸卡式	離軸反射式	離軸卡式
中心遮攔	無	有（約20%）	有（約15%）	無	無
視場角	最大（>30°）	最小（<0.5°）	中等（~1°）	中等（0.5°）	中等（0.8°）
加工難度	低	中等	中等	高	極高
成本	低	中	中	高	極高
典型口徑極限	200mm	500mm	800mm	500mm	1000mm
適用場景優(yōu)先級	實驗室檢測	多光譜調校	長焦距系統(tǒng)	高精度標定	極端性能需求

• 離軸系統(tǒng)：逐漸成為高精度領域主流，通過自由曲面和非球面技術擴展視場（如亞利桑那大學設計的10°視場離軸三反系統(tǒng)）。
• 同軸系統(tǒng)：通過多鏡片組合優(yōu)化視場（如孟慶宇設計的30°×1°離軸三反系統(tǒng)）。
• 透射式：向多材料復合透鏡發(fā)展以提升口徑（如氟化鈣與熔融石英組合）。

通過上述對比可知，用戶需根據(jù)檢測需求（口徑、視場、精度）和預算選擇類型。例如，實驗室中小系統(tǒng)檢測選透射式，紅外多光譜調校選同軸反射式，而航天級高精度需求則需離軸系統(tǒng)。