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空间相机、太空望远镜等空间光学系统的精度要求不断提高,应用范围持续扩展。为了检测空间光学系统的光学性能,必须研制与其配套的目标模拟器。本文对某一空间相机专属目标模拟器的光学系统的设计仿真、光学元件的加工检测以及系统的装调展开了研究。根据出射口径≥250mm、焦距1700mm+0.2%、工作波长范围0.3μm～15μm等目标模拟器光学系统的设计指标,以及典型反射式光学系统的像差特性分析结果,决定采用离轴R-C系统作为目标模拟器的光学系统。设计了光学系统的总体方案。计算离轴R-C系统的初始结构数据,运用ZEMAX软件仿真优化,并对其成像质量进行分析评价,该系统在轴上(0’)、±5’视场、±10’视场、±12’视场及±14’视场上分别能达到λ/19、λ/21、λ/17、λ/16和λ/10,均符合设计要求。根据主镜口径270mm、离轴量270mm等加工技术要求,选择Offner补偿法对其进行检测。用ZEMAX软件设计并优化了Offner补偿器,在该补偿器下可检测到主镜波像差RMS=λ/40,符合加工要求。根据次镜口径110mm、离轴量90mm等加工技术要求,选择离轴Hindle球法对其进行检测。通过计算Hindle球法的初始解,采用半径550mm、口径612mm的Hindle球。运用该Hindle球可检测到次镜波像差RMS=λ/62.5,符合加工要求。设计了目标模拟器光学系统的装调方案,采用自准直干涉法进行系统的装调检测。实际测得该光学系统在轴上(0’)、±5’视场下出射波面波像差的RMS值均优于λ/15；在±10’视场下出射波面波像差的RMS值优于λ/13；在±12’视场下出射波面面形RMS值优于λ/10；在±14’视场下出射波面波像差的RMS值优于X/8,符合设计指标。分析了主、次镜的倾斜、旋转对系统成像质量的影响。完成了目标模拟器的研制任务。