The invention provides a long-distance wide spectrum weak signal collection system based on a large aperture Fresnel lens, which includes a large aperture Fresnel lens and a rear group system of a large aperture Fresnel lens, the rear group system of the large aperture Fresnel lens includes a rear group of non imaging optical elements and a rear group of imaging optical elements, and the rear group of the non imaging optical elements includes a uniform rod and a total reflection collimator The rear group of the imaging optical element includes a relay lens group, and the large aperture Fresnel lens, a homogenizing rod, a total reflection collimator and a relay lens group are successively arranged along the optical path. The invention adopts the large aperture Fresnel lens instead of the ordinary lens array, effectively reduces the weight and manufacturing cost of the lens, has simple structure and is easy to install and adjust; the rear group system of the large aperture Fresnel lens adopts the hybrid design of imaging optics and non imaging optics, effectively overcomes the defect of large aberration of the large aperture Fresnel lens, reduces the diameter of the converging spot, and improves the energy collection Rate.
【技术实现步骤摘要】
基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统
本专利技术涉及光学领域的光学设计领域,特别是涉及一种基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统。
技术介绍
为满足光谱遥感技术在污染物探测、目标识别等领域的应用需求,通常采用激光雷达等光学技术手段,将一定能量的激光束远程聚焦至被探测区域,激发被探测区域内物质的荧光光谱,荧光光谱分布和强度与被探测物质的分子结构和浓度存在映射关系,通过收集荧光光谱信息即可实现远距离被探测区域内物质组分和浓度的遥感探测。对于公里级远距离、多组分低浓度光谱遥感需求来说,由于被探测区域距离远,物质浓度相对较低,荧光光谱信号强度较弱,要求光谱信号收集系统具有较高的能量收集效率,以满足光谱信息高精度处理和识别的需要。在收集远距离宽光谱弱信号的情况下,对透镜的收集面积有极大的要求,目前针对这一难点的解决方案是采用普通透镜阵列的方案,这种方案不仅透镜的加工和装调难度大,而且成本高不利于实际应用;由于信号光是宽光谱,汇聚光斑具有较大的轴向色差,且光斑直径不易于减小,导致系统的能量收集率较低,目前减小色差影响的方案是补偿透镜采用成像的方式减小色差,然而透镜组设计难度大,减小色差效果不理想,汇聚光斑直径大,能量收集率提高不明显,并且透镜组加工成本高,不利于工程实现。
技术实现思路
为了克服现有技术中信号收集系统在收集远距离宽光谱弱信号的情况下,加工和装调难度大、成本高、能量收集效率低的问题,本专利技术提供了一种基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统,以解决上 ...
【技术保护点】
1.基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统,其特征在于:包括大孔径菲涅尔透镜和大孔径菲涅尔透镜的后组系统,所述大孔径菲涅尔透镜的后组系统包括非成像光学元件后组、成像光学元件后组;所述非成像光学元件后组包括匀光棒、全反射准直器;所述成像光学元件后组包括中继透镜组;所述大孔径菲涅尔透镜、匀光棒、全反射准直器和中继透镜组沿光路依次设置。/n
【技术特征摘要】
1.基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统,其特征在于:包括大孔径菲涅尔透镜和大孔径菲涅尔透镜的后组系统,所述大孔径菲涅尔透镜的后组系统包括非成像光学元件后组、成像光学元件后组;所述非成像光学元件后组包括匀光棒、全反射准直器;所述成像光学元件后组包括中继透镜组;所述大孔径菲涅尔透镜、匀光棒、全反射准直器和中继透镜组沿光路依次设置。
2.根据权利要求1所述的基于大孔径菲涅尔透镜的远距离宽光谱弱信号的收集系统,其特征在于:所述大孔径菲涅尔透镜一面为平面,所述大孔径菲涅尔透镜的另一面为环带微结构。
3.根据权利要求1所述的基于大孔径菲涅尔透镜的远距...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵星,汪书勤,宋丽培,刘永基,刘伟伟,
申请(专利权)人:南开大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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