一种短距离探测短波红外望远镜制造技术

本发明专利技术公开了一种短距离探测的短波红外望远镜，为同轴透射式光学系统，工作波段为1000nm～2500nm，包括一块窗口玻璃以及八块球面透镜。沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片、第二负弯月透镜、第三正弯月透镜、第四正弯月透镜、孔径光阑、第五正双凸透镜、第六负弯月透镜、第七正双凸透镜、第八负双凸透镜、第九正双凸透镜。本发明专利技术适用短波红外波段1000nm～2500nm；适用于短探测距离1050mm～1500mm；视角大、系统体积小；像方远心系统使得像面照度均匀，并容易与光谱仪分光系统拼接；在

【技术实现步骤摘要】
一种短距离探测短波红外望远镜


[0001]本专利技术属于光学
，具体涉及一种短距离探测短波红外望远镜。

技术介绍

[0002]随着科技发展，红外系统被广泛应用于民用与军工国防领域。短波红外是指波段在1000nm～2500nm的红外波段，它可以提供可见光、微光夜视、中波、长波红外所不能携带的信息，使得细节呈现更加突出。可广泛应用于工业多光谱成像分析、资源遥感、红外天文学、交通、医疗、公安等领域。
[0003]目前国内红外镜头多采用非球面，结构和系统都较为复杂，系统体积大，重量高，热稳定性较差。因此开发出一款适合短波红外光谱仪系统的望远镜头尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种短距离探测，成像质量高，热稳定性好，体积小，可应用于光谱仪系统，且工作于短波红外波段的消热差像方远心镜头。
[0005]为了达到目的，本专利技术提供一种短距离探测短波红外望远镜，所述望远镜为透射式光学系统；所述光学系统的结构为同轴结构；所述望远镜全部透镜均为球面面型；沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片、第二负弯月透镜、第三正弯月透镜、第四正弯月透镜、孔径光阑、第五正双凸透镜、第六负弯月透镜、第七正双凸透镜、第八负双凸透镜、第九正双凸透镜；像方主光线平行于光轴并垂直入射到像面上；沿光线入射方向，所述各透镜的焦距依次对应、、、、，它们相对望远镜焦距的归一化值分别对应为0、
‑
2.5
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1.5、78、78、0.51.5、
‑/>4.0
‑
3.0、0.41、
‑
0.8
‑
0.2、0.31。
[0006]进一步地，所述望远镜的透镜材质包括硫系玻璃、石英系列、氟化物中的任意三种。
[0007]进一步地，沿光线入射方向，各透镜的折射率依次对应为、、、、，对应的取值范围分别为、、2.0、、。
[0008]进一步地，所述望远镜工作波段为1000nm～2500nm、工作温度范围为
‑
10℃~40℃，适用探测距离范围为1050mm～1500mm。
[0009]进一步地，所述望远镜的最大视场角为35.6
°
。
[0010]进一步地，所述望远镜的最大相对孔径为F/3.0。
[0011]进一步地，所述望远镜中透镜最大焦距为15mm。
[0012]进一步地，所述望远镜可适用于探测器分辨率640
×
512，像元大小30μm。
[0013]进一步地，所述望远镜体积小，系统总长62mm，系统中透镜最大口径小于14.50mm，窗口玻璃最大口径小于15.0mm。
[0014]进一步地，所述望远镜具有像方远心特性。
[0015]与现有技术相比，本专利技术优势在于：本专利技术提供的望远镜适用于1000nm～2500nm波段，适用温度
‑
10℃～40℃，适用距离1050mm～1500mm，并具有像方远心性质，较容易与分光系统组合成光谱仪系统，系统体积较小、重量低，总长62mm；在全波段以及
‑
10℃~40℃温度下，MTF＞0.85@16.7lp/mm，弥散斑半径均小于艾里斑半径，像质接近光学衍射极限；可应用于用于无损检测、工业多光谱成像分析、资源遥感、红外天文学等领域。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1提供的短距离探测短波红外望远镜的结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，
‑
10℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图3为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，
‑
10℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图4为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，20℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图5为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，20℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图6为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，40℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图7为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，40℃下的调制传递函数曲线图（截止频率16.7lp/mm）；图8为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，
‑
10℃下的点列图；图9为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，
‑
10℃下的点列图；图10为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，20℃下的点列图；图11为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，20℃下的点列图；图12为本专利技术实施例1提供的望远镜在1050mm探测距离，40℃下的点列图；图13为本专利技术实施例1提供的望远镜在1500mm探测距离，40℃下的点列图；图14为本专利技术实施例1提供的望远镜的场曲畸变图；图15为本专利技术实施例1提供的望远镜的相对照度图。
具体实施方式
[0017]下面根据附图，通过具体的实施例对本专利技术做进一步说明。
[0018]实施例1本实施例本提供一种短波红外波段消热差像方远心望远镜，该望远镜为透射式光学系统，其光学系统的结构为同轴结构，其工作于短波红外波段1000nm~2500nm，探测距离为1050mm~1500mm，工作温度范围为
‑
10℃~40℃，焦距为15mm，F/#为3.0，全视场为35.6
°
，适
用于探测器分辨率640
×
512，像元大小30μm。
[0019]参见附图1，它是本实施例所提供的短波红外的望远镜示意图，望远镜为透射式光学系统；光学系统的结构为同轴结构；远镜全部透镜均为球面面型；沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片1、第二负弯月透镜2、第三正弯月透镜3、第四正弯月透镜4、孔径光阑5、第五正双凸透镜6、第六负弯月透镜7、第七正双凸透镜8、第八负双凸透镜9、第九正双凸透镜10、像面11。像方主光线平行于光轴并垂直入射到像面上；沿光线入射方向，各透镜的焦距依次对应、、、、，它们相对望远镜焦距的归一化值分别对应为0、
‑
2.5
‑
1.5、78、78、0.51.5、
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4.0
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3.0、0.41、
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0.8
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0.2、0.31。各透镜的折射率依次对应为、、、、，对应的取值范围分别为、、2.0、、。
[0020]作为优选地，透镜最大口径小于14.50mm，窗口玻璃最大口径小于19mm，透镜最大焦距为15mm。更为优选地，望远镜的透镜材质包括硫系玻璃、石英系列、氟化物中的任意三种。
[0021]利用消热差与消像差理论，选用了透过率较高的红外光学玻璃材料，使得成像质量在一定温度范围内接近光学衍射极限。
[0022]望远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短距离探测短波红外望远镜，其特征在于：所述望远镜为透射式光学系统；所述光学系统的结构为同轴结构；所述望远镜全部透镜均为球面面型；沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片（1）、第二负弯月透镜（2）、第三正弯月透镜（3）、第正弯月透镜（4）、孔径光阑（5）、第五正双凸透镜（6）、第六负弯月透镜（7）、第七正双凸透镜（8）、第八负双凸透镜（9）、第九正双凸透镜（10）；像方主光线平行于光轴并垂直入射到像面上；沿光线入射方向，所述各透镜的焦距依次对应、、、、，它们相对望远镜焦距的归一化值分别对应为0、
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2.5
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1.5、78、78、0.51.5、
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4.0
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3.0、0.41、
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0.8
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0.2、0.31。2.根据权利要求1所述的一种短距离探测短波红外望远镜，其特征在于：所述望远镜的透镜材质包括硫系玻璃、石英系列、氟化物中的任意三种。3.根据权利要求1所述的一种短距离探测短波红外望远镜，其特征在于：沿光线入射方向，各透镜的折射率依次对应为、、、、，对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡福鑫，姚明亮，鲁金超，冶竣峰，顾姗姗，
申请(专利权)人：南通智能感知研究院，
类型：发明
国别省市：