一种大口径红外系统定标等效光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大口径红外系统定标等效光学系统，该发明专利技术采用定标等效镜组、切换反射镜、小尺寸定标黑体实现大口径红外光学系统的辐射标定。本发明专利技术提供的定标系统体积小、重量轻，并且由于采用的小尺寸定标黑体易于实现高精度控制，确保定标精度。本发明专利技术可用于大口径的地基/天基红外天文观测系统和空间对地观测系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种红外系统定标系统，具体涉及一种大口径红外系统等效定标光学 系统。
技术介绍
大口径红外光学系统能够实现高空间分辨率高灵敏度的红外观测，广泛应用于空 间对地观测和地基/天基红外天文观测领域。大口径红外光学系统长期运行过程中，光学 系统透过率，探测器响应率均会逐步发生变化，经常性的红外定标可以实现对系统响应变 化的纠正。 对于常规的红外系统，一般在望远镜入口处设置高精度的黑体实现辐射定标。但 是大口径红外系统由于光学口径很大（通常400毫米以上，甚至达到数米），在望远镜入口 处设置定标黑体，黑体尺寸相应也会很大，制作难度大，运行过程中的稳定性和精度都很难 控制。 本专利技术提出的定标等效光路结合切换镜的方法，可采用小口径黑体实现大口径红 外系统的辐射定标，可以广泛应用于大口径红外观测系统的研制与应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体积小、精度高、稳定性好的红外定标系统，解决现有 大口径红外系统运行过程中的高精度定标技术问题。 本专利技术所采用的技术方案是：一种定标等效光路，参见图1，系统光路包括定标黑 体1，定标等效镜组2,切换反射镜3,其中： 所述定标黑体1的尺寸应能填充定标等效镜组入瞳； 所述的定标等效镜组2以定标黑体1发出辐射光的入射先后为序依次有第一透镜 201、第二透镜202、第三透镜203、第四透镜204、反射镜205、第五透镜206、第六透镜207、 第七透镜208,第一透镜201、第三透镜203和第六透镜207为锗透镜，第二透镜202、第四透 镜204、、第五透镜206、第七透镜208为硅透镜；定标等效镜组2的视场角、数值孔径、像面 位置与主系统观测光路4等效； 定标时，切换反射镜3插入待定标大口径红外系统中的系统的第三透镜405与系 统的第四透镜406之间，定标黑体1发出的定标光辐射经定标等效镜组2、切换反射镜3进 入系统的第四透镜406、系统的第五透镜407、窗口 408后成像于探测器5上，从而实现对探 测器5的定标。 本专利技术的优点是： 相比在主系统望远镜入口处设置定标黑体，该专利技术提供的定标装置黑体尺寸小， 易于实现高精度，并且体积小、重量轻、稳定性好。【附图说明】 图1为大口径红外系统定标等效光路结构图。其中： 1--定标黑体； 2--定标等效镜组，201--第一透镜，202--第二透镜，203--第二透镜， 204--第四透镜，205--反射镜，206--第五透镜，207--第六透镜，208--第七透 镜； 3--切换反射镜； 4--主系统观测光路，401--系统的主反射镜，402--系统的次反射镜， 403--系统的第一透镜，404--系统的第二透镜，405--系统的第二透镜，406--系统 的第四透镜，407--系统的第五透镜，408--窗口； 5 探测器。 图2为口径600mm红外系统观测光路光学调制传递函数。 图3为口径600_红外系统定标等效光路光学调制传递函数。【具体实施方式】 根据上述技术方案，设计了一套大口径红外光学系统及定标等效光路。 大口径红外光学系统指标：F# = 3,工作波段为3. 7ym-4. 8ym，口径600mm，焦距 1800mm，视场角0. 6°，光学结构如图1所示。 大口径红外光学系统镜片参数如下表： 定标等效光路镜片参数如下表： 其中，切换反射镜3用于切换定标等效光路2和主系统观测光路4。 探测器采用640X512面阵碲镉汞红外探测器，像元尺寸大小为25ymX25ym。 定标黑体1为圆形平面黑体，有效直径大于42mm即可满足要求，远小于600mm的 主系统口径。 定标等效光路2与后光路组合光路像质优良，参见附图2。 主系统观测光路4与后光路组合光路像质优良，参见附图3。【主权项】1. 一种大口径红外系统定标等效光学系统，系统包括定标黑体（I)，定标等效镜组 (2)，切换反射镜（3)，其特征在于： 所述定标黑体（1)的尺寸应能填充定标等效镜组入瞳； 所述的定标等效镜组（2)以定标黑体（1)发出辐射光的入射先后为序依次有第一透镜 (201)、第二透镜（202)、第三透镜（203)、第四透镜（204)、反射镜（205)、第五透镜（206)、第 六透镜（207)、第七透镜（208)，第一透镜（201)、第三透镜（203)和第六透镜（207)为锗透 镜，第二透镜（202)、第四透镜（204)、第五透镜（206)、第七透镜（208)为硅透镜；定标等效 镜组（2)的视场角、数值孔径、像面位置与主系统观测光路（4)等效； 定标时，切换反射镜（3)插入待定标大口径红外系统中的系统的第三透镜（405)与系 统的第四透镜（406)之间，定标黑体（1)发出的定标光辐射经定标等效镜组（2)、切换反射 镜⑶进入系统的第四透镜（406)、系统的第五透镜（407)、窗口（408)后成像于探测器（5) 上，从而实现对探测器（5)的定标。【专利摘要】本专利技术公开了一种大口径红外系统定标等效光学系统，该专利技术采用定标等效镜组、切换反射镜、小尺寸定标黑体实现大口径红外光学系统的辐射标定。本专利技术提供的定标系统体积小、重量轻，并且由于采用的小尺寸定标黑体易于实现高精度控制，确保定标精度。本专利技术可用于大口径的地基/天基红外天文观测系统和空间对地观测系统。【IPC分类】G01J5/00【公开号】CN105004426【申请号】CN201510295592【专利技术人】王跃明, 王建宇, 郎均慰, 舒嵘, 周世尧, 袁立银, 黄文俊 【申请人】中国科学院上海技术物理研究所【公开日】2015年10月28日【申请日】2015年6月2日【公告号】CN104568160A, CN204788667U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大口径红外系统定标等效光学系统，系统包括定标黑体(1)，定标等效镜组(2)，切换反射镜(3)，其特征在于：所述定标黑体(1)的尺寸应能填充定标等效镜组入瞳；所述的定标等效镜组(2)以定标黑体(1)发出辐射光的入射先后为序依次有第一透镜(201)、第二透镜(202)、第三透镜(203)、第四透镜(204)、反射镜(205)、第五透镜(206)、第六透镜(207)、第七透镜(208)，第一透镜(201)、第三透镜(203)和第六透镜(207)为锗透镜，第二透镜(202)、第四透镜(204)、第五透镜(206)、第七透镜(208)为硅透镜；定标等效镜组(2)的视场角、数值孔径、像面位置与主系统观测光路(4)等效；定标时，切换反射镜(3)插入待定标大口径红外系统中的系统的第三透镜(405)与系统的第四透镜(406)之间，定标黑体(1)发出的定标光辐射经定标等效镜组(2)、切换反射镜(3)进入系统的第四透镜(406)、系统的第五透镜(407)、窗口(408)后成像于探测器(5)上，从而实现对探测器(5)的定标。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王跃明，王建宇，郎均慰，舒嵘，周世尧，袁立银，黄文俊，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31