做相机/望远镜/激光成像的朋友，经常会听到一句话：要做大口径，先想想反射式。它到底香在哪儿？又容易踩什么坑？这篇给你一口气说清。
一、反射式为什么“真香”
• 天然免色差：镜面反射等效“折射率=−1”，多波段不发愁；大光圈、广谱场景更稳。
• 元件更少、可做大口径：镜面不受材料透过率限制，结构强度好，系统规模可拉到很大。
• 自由曲面空间大：现代加工+检测配套成熟，离轴/三反/四反等高级玩法都能上。
• 但要注意：中心遮拦与支撑遮挡会让 MTF 在“中频位置”掉坑；视场也可能被结构互相遮挡卡住，装调难度↑。光学知识
二、热学这关怎么过 ??
• 同材（如“全铝”）系统（图3-5）：图四图五是-80°和80°温度下的整体等比缩放，焦距会飘，但像差基本不长出来 → 画质不至于崩。
• 异材或存在温度梯度：不同热胀系数/温差引入像差与失真，要做热-光耦合评估与补偿。
• 大口径反射镜常用微晶玻璃（近零膨胀）压住热漂；折反混合时场校正组也要考虑热配合。光学知识
三、像差要点，尤其是球差 ?
• 在同等条件下，球面反射面的球差（赛德尔 S1）大约只有球面折射面的“十分之一”，先天就有优势；但大光圈时非球面/校正板仍然是好朋友。
• 图6和图7是口径均为300mm，焦距均为600mm的透镜和反射镜，可以看到即使不使用非球面，球面反射镜所产生的球差也会明显小于单个折射面。
• 这使得球差成为影响反射系统成像质量的一个重要因素，尤其是在高精度光学系统和大口径望远镜的设计中，这也是为什么我们一般看到的主镜都是非球面（施密特系统是个有趣的例外）
四、选型&落地清单 ✅
看指标：多波段/大口径/长焦距/热环境复杂 → 优先考虑反射或折反混合。
盯遮拦：中心遮拦比与支撑遮挡形态，直接影响 MTF 中频；必要时做遮光与支撑一体化优化。
管热学：同材优先；异材就做热-光联合分析，必要时换近零膨胀基底。
定加工链：自由曲面加工+检测（干涉/CGH/拼接测量）是否到位？
留装调余量：反射系统元件少但互相“碍手碍脚”，公差与装调策略要提前设计。
结尾｜小结 ?
一句话：反射式=免色差+大口径+高自由度，但别忽视遮拦、热学与装调。做设计时把“遮拦—热学—加工/装调”三件事拧成一股绳，你的系统就能既稳又锐。
#zemax #光学设计 #反射 #光学 #工程师必备 #大口径
一、反射式为什么“真香”
• 天然免色差：镜面反射等效“折射率=−1”，多波段不发愁；大光圈、广谱场景更稳。
• 元件更少、可做大口径：镜面不受材料透过率限制，结构强度好，系统规模可拉到很大。
• 自由曲面空间大：现代加工+检测配套成熟，离轴/三反/四反等高级玩法都能上。
• 但要注意：中心遮拦与支撑遮挡会让 MTF 在“中频位置”掉坑；视场也可能被结构互相遮挡卡住，装调难度↑。光学知识
二、热学这关怎么过 ??
• 同材（如“全铝”）系统（图3-5）：图四图五是-80°和80°温度下的整体等比缩放，焦距会飘，但像差基本不长出来 → 画质不至于崩。
• 异材或存在温度梯度：不同热胀系数/温差引入像差与失真，要做热-光耦合评估与补偿。
• 大口径反射镜常用微晶玻璃（近零膨胀）压住热漂；折反混合时场校正组也要考虑热配合。光学知识
三、像差要点，尤其是球差 ?
• 在同等条件下，球面反射面的球差（赛德尔 S1）大约只有球面折射面的“十分之一”，先天就有优势；但大光圈时非球面/校正板仍然是好朋友。
• 图6和图7是口径均为300mm，焦距均为600mm的透镜和反射镜，可以看到即使不使用非球面，球面反射镜所产生的球差也会明显小于单个折射面。
• 这使得球差成为影响反射系统成像质量的一个重要因素，尤其是在高精度光学系统和大口径望远镜的设计中，这也是为什么我们一般看到的主镜都是非球面（施密特系统是个有趣的例外）
四、选型&落地清单 ✅
看指标：多波段/大口径/长焦距/热环境复杂 → 优先考虑反射或折反混合。
盯遮拦：中心遮拦比与支撑遮挡形态，直接影响 MTF 中频；必要时做遮光与支撑一体化优化。
管热学：同材优先；异材就做热-光联合分析，必要时换近零膨胀基底。
定加工链：自由曲面加工+检测（干涉/CGH/拼接测量）是否到位？
留装调余量：反射系统元件少但互相“碍手碍脚”，公差与装调策略要提前设计。
结尾｜小结 ?
一句话：反射式=免色差+大口径+高自由度，但别忽视遮拦、热学与装调。做设计时把“遮拦—热学—加工/装调”三件事拧成一股绳，你的系统就能既稳又锐。
#zemax #光学设计 #反射 #光学 #工程师必备 #大口径
