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    在紅外反射鏡設(shè)計(jì)中，離軸與共軸設(shè)計(jì)是突破視場(chǎng)與像質(zhì)矛盾的關(guān)鍵技術(shù)路徑，二者通過(guò)不同的光學(xué)架構(gòu)與像差校正策略，分別針對(duì)大視場(chǎng)與高像質(zhì)需求實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。

    共軸設(shè)計(jì)以光軸為對(duì)稱軸，通過(guò)經(jīng)典雙反射鏡系統(tǒng)（如卡塞格林、格里高利結(jié)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)小視場(chǎng)下的高像質(zhì)。其核心優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)緊湊、裝調(diào)簡(jiǎn)單，且主次鏡同軸布局可減少系統(tǒng)復(fù)雜度。例如，卡塞格林系統(tǒng)通過(guò)主次鏡的二次反射，將像點(diǎn)引至主鏡外側(cè)，避免了中心遮攔，同時(shí)利用二次曲面（如拋物面、雙曲面）校正球差與彗差，使小視場(chǎng)（通常小于2°）內(nèi)像質(zhì)接近衍射極限。然而，共軸系統(tǒng)的視場(chǎng)擴(kuò)展受限于次鏡遮攔與軸外像差累積，當(dāng)視場(chǎng)增大時(shí)，像散、場(chǎng)曲等像差會(huì)顯著惡化，導(dǎo)致邊緣視場(chǎng)像質(zhì)下降。

    離軸設(shè)計(jì)則通過(guò)打破旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，消除共軸系統(tǒng)的中心遮攔，并利用自由曲面或非球面反射鏡實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)與高像質(zhì)的平衡。例如，離軸三反射鏡系統(tǒng)（如WALRUS、Schwarzschild結(jié)構(gòu)）通過(guò)主鏡、次鏡、三鏡的偏心與傾斜布局，將光線路徑分離，避免遮攔的同時(shí)擴(kuò)大視場(chǎng)至10°以上。此類系統(tǒng)采用自由曲面反射鏡，其面型由高階多項(xiàng)式描述，可獨(dú)立控制不同視場(chǎng)的像差，顯著提升軸外像質(zhì)。例如，法國(guó)艾克斯馬塞大學(xué)設(shè)計(jì)的離軸三反系統(tǒng)，通過(guò)勒讓德多項(xiàng)式自由曲面與曲面探測(cè)器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了7.2°×7.2°視場(chǎng)內(nèi)像質(zhì)接近衍射極限。此外，離軸設(shè)計(jì)還可結(jié)合矢量像差理論，通過(guò)優(yōu)化反射鏡的偏心量與傾斜角，進(jìn)一步平衡像差場(chǎng)，提升全視場(chǎng)均勻性。

    技術(shù)突破點(diǎn)在于：共軸系統(tǒng)通過(guò)經(jīng)典像差校正理論優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，適用于小視場(chǎng)、高精度需求；離軸系統(tǒng)則依賴自由曲面加工與裝調(diào)技術(shù)，突破傳統(tǒng)像差校正極限，實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)與高像質(zhì)的兼容。未來(lái)，隨著超精密加工（如單點(diǎn)金剛石車削）與自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，離軸與共軸設(shè)計(jì)的融合將成為趨勢(shì)，例如采用共軸折疊反射鏡結(jié)合離軸校正技術(shù)，可在緊湊結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)更大視場(chǎng)與更高像質(zhì)。