宇宙ベースの地球観測技術の急速な進歩により、軍事的および民間人の両方のアプリケーションは、二重の課題を同時に達成する光学システムを要求します。それは、幅広いスペクトル範囲にわたってほぼ分割制限された高解像度イメージング（例えば、0.65〜0.75μm）であり、軽級構造、コンポスト、およびコスト効率の厳格な要件を満たしています。従来の反射望遠鏡は、マルチミラー構成と非球面設計を介して異常を修正することができますが、λ/20（目に見えるバンド）よりも優れたプライマリミラー表面精度の必要性や薄膜構造の変形を制御するのが難しいなどの重要なボトルネックに直面しています。これらの制限により、製造の複雑さとコストが大幅に増加します。
技術的なブレークスルー：回折光学と反射システムの相乗的な革新
1。デザイン原則
回折望遠鏡を設計する際の主な課題は、回折元素の強力な色素分散にあります。これは、非常に狭いスペクトル範囲内で正確に光を焦点を合わせることができます。回折レンズのブロードバンドアプリケーションを有効にするには、色異常補正が不可欠です。従来の屈折レンズは通常、さまざまな分散特性とメガネを組み合わせたセメント構造を使用して、特定のスペクトル範囲にわたってクロマティック異常を修正します。ただし、このアプローチは、すべての回折要素が同一の分散特性を共有するため、回折レンズに直接適用することはできません。IE、回折要素の数は波長のみに依存します。
V0 =λ0/（λ1-λ2
2。平面回折目的：軽量コア
ミクロンスケールの緩和構造を備えた平面回折レンズは、超薄い基質（総厚さ<20μm）と統合された目的として機能します。これにより、1000 mmの開口部、焦点距離（f/＃= 100）を備えた超軽量設計が可能になります。
従来のリフレクターと比較して、質量は80％以上減少し、表面の数値耐性はλ/5に緩和され、製造の困難が大幅に低下します。
トランスミッシブ設計は、デュアル表面パスの遅延をキャンセルし、光学パスの違いを無視できる表面図エラーをレンダリングし、従来の反射システムの精密な制限を破ります。
3。軸外3型の接眼レンズ：色補正とコンパクトさ
円錐軸方向の非球面表面を備えた同軸外軸3ミラーシステムは、アライメントエキセントリックエラーを排除します。
統合された回折表面補償は、0.02°×0.035°の視野（FOV）内で0.65〜0.75μmにわたって完全な色素補正を実現し、スポット直径は8μm未満です。
このシステムは、30 LP/mm空間周波数でMTF> 0.5を提供し、回折制限イメージングパフォーマンスに近づきます。
主要な技術的検証
スペクトルカバレッジ：0.65〜0.75μmの連続バンドにわたるアキロマティックパフォーマンス
解像度：MTF> 0.5 30 lp/mmで
アライメントトレランス：ミラー表面精度要件λ/5に削減されました
スケーラビリティ：高調波回折レンズ設計は、カバレッジをフルスペクトルに拡張する可能性があります（進行中の研究）
将来の開発
現在の設計は、アイピースの開口部によって制限されており、小さなFOV（0.02°×0.035°）になります。最適化経路には次のものが含まれます。
高調波回折目的：運用帯域幅を0.5〜1.2μmに拡張します
フリーフォームミラーの統合：FOVを0.1°×0.15°に拡張します
モジュラー光学設計：大規模な紙のシステムに効率的なアライメントを有効にする（> 2 m）
結論
この回折望遠鏡ソリューションは、平面回折目標と軸外の3ミラーアイピースの革新的な統合を通じて、宇宙光学システムの軽量設計と高解像度の間の長年の競合を解決します。次世代の地球観測衛星、深海探査、および関連するミッションのための実行可能な技術的経路を提供します。緩和された表面許容要件とモジュラーアーキテクチャにより、設計により製造コストが劇的に削減され、高精度スペース光システムのスケーラブルなアプリケーションが加速されます。