一种折反射双波段无焦光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种折反射双波段无焦光学系统，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射。本实用新型专利技术的折反射双波段无焦光学系统，具有视场大、尺寸紧凑、覆盖中长波红外双波段的优点，尤其适用于大口径、长焦距但体积重量要求苛刻的机载环境。

【技术实现步骤摘要】
一种折反射双波段无焦光学系统
本技术涉及关学设计
，尤其涉及一种折反射双波段无焦光学系统。
技术介绍
近年来，大口径光学系统的应用越来越广泛，在对远距离目标进行探测时，具有高能量集中度与高分辨率的优势。并且随着目标特性越来越复杂，对目标的红外辐射探测也不局限于单一波段，更多的是需要中长波双波段进行融合，来提高目标的辐射特征，以便更好的实现复杂背景下对目标的探测与识别。大口径光学都采用反射式光学系统，与透射式光学系统相比，反射式光学系统具有焦距长、口径大、无色差成像质量高等很多优点。目前广泛应用的同轴反射式光学都是基于卡塞格林系统的，但是普遍存在视场小、遮拦比和长度矛盾不能很好地平衡、只限于一个波段等缺陷。现有的双波段折反射光学系统，双波段共孔径都是由主次镜构成的卡塞格林系统，而分光是在主次镜系统的焦点后进行的。系统仅通过主次镜系统构成的共孔径光学，其实质是反射式光学，因此，无法实现大视场。而且在焦点后分光，系统长度很长，体积较大。此外，双波段也主要是在短波红外(1μm～3μm)和中波红外，但无法将波段延伸至长波红外。
技术实现思路
本技术实施例提供一种折反射双波段无焦光学系统，用以实现大口径、大视场、中长波红外双波段的性能。本技术实施例提供一种折反射双波段无焦光学系统，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射。可选的，所述主镜为凹面镜，所述次镜为凸面镜；其中，所述主镜的面形为预设值，所述次镜的面形为轴对称高次非球面。可选的，主镜和次镜的组合焦距与所述折反射双波段无焦光学系统的系统倍率的积在预设范围内。可选的，所述双波段透镜组为正屈光度透镜组，所述双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜。可选的，所述第一透镜为凹面朝向次镜的负透镜；所述第二透镜为双面凸的正透镜；所述第三透镜为凹面朝向次镜的正透镜；所述折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜之间。可选的，所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜分别采用不同的材料制成。可选的，所述折反射双波段无焦光学系统的总长小于等于150mm，系统遮拦比0.2≤α≤0.5，系统倍率满足1/6≤r≤1，系统F数满足1.4≤F≤4，系统的视场角3°≤θ≤4°；所述主镜口径D满足，200mm≤D≤500mm。可选的，所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜的面形均为高次非球面。可选的，所述折反射双波段无焦光学系统的系统波段满足，中波3μm～5μm，长波7.7μm～10.3μm。本实施例提出一种折反射双波段无焦光学系统，具有视场大、尺寸紧凑、覆盖中长波红外双波段的优点，尤其适用于大口径、长焦距但体积重量要求苛刻的机载环境。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的光路示意图；图2为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的中波成像MTF图；图3为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的长波成像MTF图；图4为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的中波畸变和场曲图；图5为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的长波畸变和场曲图；图6为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的中波点列图；图7为本技术实施例折反射双波段无焦光学系统的长波点列图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本技术实施例提供一种折反射双波段无焦光学系统，如图1所示，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜1、次镜2和双波段透镜组，其中：所述主镜1，用于接收入射光并反射至所述次镜2；所述次镜2，用于将主镜1反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射。本实施例的一种基于卡式系统的折反射双波段无焦光学系统，本技术在卡塞格林系统的反射式基础上，加入双波段透镜组，实现了系统视场的增大，折反射双波段无焦光学系统在出射端后进行双波段分光，具有视场大、尺寸紧凑、覆盖中长波红外双波段的优点，尤其适用于大口径、长焦距但体积重量要求苛刻的机载环境。可选的，所述主镜为凹面镜，所述次镜为凸面镜；其中，所述主镜的面形为预设值，所述次镜的面形为轴对称高次非球面。具体的，在本实施例中，如图1所示，主镜1为凹面镜，次镜2为凸面镜，其中在本技术的一种实施方式中，次镜的面形为轴对称高次非球面，主镜的面形可以是K＝-1。典型的卡式望远系统，主次镜均采用抛物面镜，只能校正球差，而本实施例中次镜采用高次非球面，可以进一步消除视场增大引起的彗差。后续透镜组在初始结构参数的基础上采用高次非球面，可以进一步优化系统成像质量。可选的，主镜和次镜的组合焦距与所述折反射双波段无焦光学系统的系统倍率的积在预设范围内。具体的说，在本实施例中，折反射双波段无焦光学系统的系统倍率r和主次镜的组合焦距f0，满足：146≤f0×r≤876。可选的，所述双波段透镜组为正屈光度透镜组，所述双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜31、第二透镜32以及第三透镜33。可选的，所述第一透镜31为凹面朝向次镜的负透镜；所述第二透镜32为双面凸的正透镜；所述第三透镜33为凹面朝向次镜的正透镜；所述折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜31之间。具体的说，在本实施例中，如图1所示，双波段透镜组具有正屈光度，双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜31、第二透镜32以及第三透镜33，双波段透镜组用于将中间像面的焦点发散为平行光，第一透镜31为凹面朝向次镜的负透镜；第二透镜32为双面凸的正透镜；第三透镜33为凹面朝向次镜的正透镜，折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜31之间，满足100％冷光阑效率，第三透镜33的后表面距离主镜1的距离满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折反射双波段无焦光学系统，其特征在于，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：/n所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；/n所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；/n所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射；/n所述双波段透镜组为正屈光度透镜组，所述双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜；/n所述第一透镜为凹面朝向次镜的负透镜；/n所述第二透镜为双面凸的正透镜；/n所述第三透镜为凹面朝向次镜的正透镜；/n所述折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种折反射双波段无焦光学系统，其特征在于，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：
所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；
所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；
所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射；
所述双波段透镜组为正屈光度透镜组，所述双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜；
所述第一透镜为凹面朝向次镜的负透镜；
所述第二透镜为双面凸的正透镜；
所述第三透镜为凹面朝向次镜的正透镜；
所述折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜之间。


2.如权利要求1所述的折反射双波段无焦光学系统，其特征在于，所述主镜为凹面镜，所述次镜为凸面镜；
其中，所述主镜的面形为预设值，所述次镜的面形为轴对称高次非球面。


3.如权利要求1所述的折反射双波段无焦光学系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，彭晴晴，闯家亮，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11