宇宙目標の軌道測定精度および宇宙機の機動回避能力を向上させるために、宇宙目標レーザー測距光学システムの設計方法を提案する。設計された非共軸送受レーザー測距光学システムは、主光学系とレーザー発射系で構成される。主光学系は700 mm口径のカセグレン構造を採用し、一度目の像形成後に再コリメートおよび分光を行い、目標監視画像とエコー信号受信機能をそれぞれ実現する。目標監視画像システムは波長1,100〜1,700 nm、焦点距離4,200 mm、視野角0.168°であり、全視野でのナイキスト周波数33.3 lp/mmにおけるMTFは0.5以上である。エコー信号受信システムは主口径で受け取った1,064 nm光をコリメートして12 mm口径の平行光に縮小し、レンズ群を経て80 μmのシングルフォトンディテクターターゲット面に集光する。システムの焦点距離は500 mm、視野角は0.01°、全視野での拡散半径RMSは10 μm未満である。レーザー発射システムは2段レンズ群とクルド光路により1,064 nmレーザーの18倍のビーム拡大および発射を実現する。システムは協調目標および非協調目標の高い成功率での有効な測距を成功裏に実現し、目標集合内での測距成功率は80%以上に達している。

宇宙目標;レーザー測距;光学システム;シングルフォトンディテクター;視野;焦点距離