为了克服传统三反射系统设计中初始结构求解复杂、使用非球面时收敛缓慢的问题, 提出了基于Wassermann-Wolf微分方程的离轴三反光学系统设计方法。根据反射定律和正弦条件, 推导了一组用于求解同轴三反初始结构的Wassermann-Wolf微分方程。通过多项式拟合Wassermann-Wolf曲面, 获得了像质良好的同轴三反初始结构。实现了长焦距(1200 mm)、大视场(18°×4°)、大相对孔径(F数为4)的离轴三反光学系统设计。系统各个视场的调制传递函数在50 lp/mm处均大于0.5。结果表明, Wassermann-Wolf微分方程设计方法简单有效、收敛快, 可以为三反射光学系统提供很好的设计起点。此外, 系统的主镜为二次曲面, 次镜和三镜为非球面, 3个反射镜均无偏心和倾斜, 有效降低了制造成本和装调难度。

提出了一种有效的特殊整流罩及其像差校正器的设计方法，运用Wassermann-Wolf微分方程组(W-W方程 组)的原理，通过在商业光学设计软件中编译宏程序曲面拟合的方法得到校正器最佳面形，从而可以校正整流罩引 入的球差、彗差，使系统成像质量得到较大的改善.文章在基于W-W方程的基础上，针对应用于红外系统的特殊整 流罩做了实际方案设计，研究的光学系统工作谱段为中波红外，视场大于3.5度，F数F/1～F/2.5，系统采用了复 杂化的R-C系统，最终成像质量达到衍射极限，可以满足特殊条件下的红外谱段成像要求，具有较高的实用价值.