陆地生态系统碳监测卫星多波束激光雷达光学系统设计

为了最大限度地发挥大口径的优势，多波束激光雷达与高分辨率相机共孔径设计已成为激光雷达的发展趋势。文章基于陆地生态系统碳监测卫星的需求，分析了大口径共孔径成像系统的特点和设计要点，给出了一种米级口径大视场的可见光多光谱相机与多波束激光接收、高倍率压缩大气探测三通道共孔径成像光学系统的设计思路和设计结果。光学系统焦距8000mm/2667mm，大气探测实现40倍压缩并与后续的法布里-珀罗标准具衔接，光学系统结构紧凑，多光谱谱段在其耐奎斯特频率处的像质、大气平行光出射波前差、多波束激光能量集中度达到衍射极限。共用三镜调焦可以有效保证各通道像质均达到衍射极限，对于大气通道尤为有利。该设计方案不仅适用于多波束激光雷达多功能共孔径光学系统，也可用于其它大口径多通道共孔径光学系统中。