Atendendo às demandas de sistemas de detecção aerotransportados para imagens ópticas de amplo campo de visão, foram realizadas pesquisas sobre o design óptico de sistemas de imagem óptica de amplo campo, o usinagem ultrapreciso de elementos ópticos de superfície livre, a detecção síncrona de erros de forma e posição, bem como a integração do sistema e experimentos de imagem. Primeiramente, foi projetado um sistema óptico reflexivo fora do eixo de superfície livre e grande campo visual utilizando o método de extensão do campo de visão; em seguida, realizou-se a usinagem em nanoescala do espelho refletor de superfície livre em liga de alumínio e explorações do processo de supressão de alta frequência, alcançando também a detecção de alta precisão da forma de superfície livre baseada em elementos de holografia computacional; por fim, foram realizadas a montagem, integração e experimentos de imagem do sistema óptico. Os resultados mostraram que o ângulo do campo visual do sistema é de 30°×5°, o valor da função de transferência óptica para todo o campo visual é superior a 0,7, próximo ao limite de difração, o raio quadrático médio máximo do pixel é de 2,075 μm, o valor RMS da precisão da forma dos elementos ópticos de superfície livre é melhor que 20 nm, a precisão de posicionamento é melhor que 1 μm, e após montagem e integração o sistema atende aos requisitos de uso para cenários de alta resolução e amplo campo visual, além de possuir características de estabilidade, confiabilidade e fabricação rápida.

usinagem óptica ultraprecisa; superfície livre; detecção compensada por holografia computacional; sistema de imagem