一种孔径离轴全反射式红外光学系统的制作方法

专利2026-05-03  4


本技术涉及光学探测,更具体地讲,涉及一种孔径离轴全反射式红外光学系统。


背景技术:

1、传统的红外成像光学系统大都采用透射式或折反射形式,但可用于中波或长波红外谱段的透镜材料较少,可同时用于两个波段(中波和长波)的材料更为有限;透射式系统在设计中不可避免地会引入色差,且不易实现被动消热设计;

2、急需一种可用于同时用于两个波段,且具有良好成像效果和消热设计的红外光学系统,以满足使用需要。


技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种孔径离轴全反射式红外光学系统,结构紧凑、效率高、易于消热,具有良好的成像质量;

2、本实用新型解决技术问题所采用的解决方案是:

3、一种孔径离轴全反射式红外光学系统,包括光学件、以及镜筒;所述光学件包括主镜、次镜、三镜、孔径光阑、探测器;

4、来自目标的入射光线经主镜反射后在主镜和次镜之间形成一次像面,再依次经次镜、三镜反射,无遮拦地到达探测器的焦平面形成目标像;

5、入瞳设置在主镜前;

6、所述主镜和次镜均在y轴方向呈偏心设置且绕x轴倾斜设置;

7、所述三镜在y轴方向呈偏心设置。

8、在一些可能的实施方式中,

9、所述光学件与镜筒的材料相同。

10、在一些可能的实施方式中,

11、所述光学件与镜筒采用铝合金材料或碳化硅材料制成。

12、在一些可能的实施方式中,

13、所述主镜为偶次高阶非球面,y轴方向偏心不大于20mm,绕x轴倾斜不大于6°

14、在一些可能的实施方式中,

15、所述次镜为二次曲面,y轴方向偏心不大于20mm,绕x轴倾斜不大于6°。

16、在一些可能的实施方式中,

17、所述三镜为偶次高阶非球面,y轴方向偏心不大于10mm。

18、在一些可能的实施方式中,

19、所述主镜的光焦度为正,次镜的光焦度为负,三镜的光焦度为正。

20、在一些可能的实施方式中,

21、所述光学件满足:视场为6.44°×5.16°,焦距为136mm。

22、在一些可能的实施方式中,

23、所述探测器包括设置在孔径光阑处的冷光阑、以及焦平面;冷光阑设置在焦平面与三镜之间;所述探测器为中波制冷探测器。

24、在一些可能的实施方式中,

25、入射光线的入射光轴与出射光线的出射光轴平行。

26、与现有技术相比,本实用新型的有益效果:

27、本实用新型与传统的透射式红外光学系统相比,具有镜片数量少、效率高、无色差、装调复杂性可接受的特点;

28、本实用新型中光学件、镜筒使用同一种材料制成,保证光学件与镜筒能够均匀地膨胀和收缩,有利于实现系统的无热化设计,消除温度变化对整个光学系统的影响;

29、本实用新型通过偏心和倾斜设计,能够有效的校正球差、彗差与像散,具有中心无孔径遮拦、可实现大视场等优势。



技术特征:

1.一种孔径离轴全反射式红外光学系统,包括光学件、以及镜筒;其特征在于,所述光学件包括主镜、次镜、三镜、孔径光阑、探测器;

2.根据权利要求1所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述光学件与镜筒的材料相同。

3.根据权利要求2所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述光学件与镜筒采用铝合金材料或碳化硅材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述主镜为偶次高阶非球面,y轴方向偏心不大于20mm,绕x轴倾斜不大于6°。

5.根据权利要求4所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述次镜为二次曲面,y轴方向偏心不大于20mm,绕x轴倾斜不大于6°。

6.根据权利要求5所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述三镜为偶次高阶非球面,y轴方向偏心不大于10mm。

7.根据权利要求1所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述主镜的光焦度为正,次镜的光焦度为负,三镜的光焦度为正。

8.根据权利要求1所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述光学件满足:视场为6.44°×5.16°,焦距为136mm。

9.根据权利要求1所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,所述探测器包括设置在孔径光阑处的冷光阑、以及焦平面;冷光阑设置在焦平面与三镜之间;所述探测器为中波制冷探测器。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种孔径离轴全反射式红外光学系统,其特征在于,入射光线的入射光轴与出射光线的出射光轴平行。


技术总结
本技术涉及光学探测技术领域,具体公开了一种孔径离轴全反射式红外光学系统,包括光学件、以及镜筒,所述光学件包括主镜、次镜、三镜、探测器;来自目标的入射光线经主镜反射后在主镜和次镜之间形成一次像面,再依次经次镜、三镜反射,无遮拦地到达探测器的焦平面形成目标像;入瞳设置在主镜前;所述主镜和次镜均在Y轴方向呈偏心设置且绕X轴倾斜设置;所述三镜在Y轴方向呈偏心设置。本技术结构紧凑、效率高、易于消热,具有良好的成像质量。

技术研发人员:段媛,刘波,李胜男
受保护的技术使用者:四川长九光电科技有限责任公司
技术研发日:20240514
技术公布日:2024/12/17
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