【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学，尤其涉及一种宽波段大视场低畸变光学系统，可应用于航天遥感成像。
技术介绍
1、近年来，随着遥感技术的快速发展，宽幅宽、大视场、宽波段遥感探测成为光学遥感仪器重要发展的趋势，在环境监测、气象观测、资源调研、海洋遥感等领域有着广阔的应用前景。因此，研究宽波段大视场光学系统具有非常重要的意义。
2、对于大视场光学系统来说，为了满足实际应用需求，通常要求具有大视场、后截距长、低畸变、结构紧凑等特点。由于视场增大引起的像差急剧增加，尤其是畸变的校正难度非常大，通常在远离视场光阑的位置引入非球面平衡畸变和像散。如申请号cn112817119a的中国专利公开的一种航天用光学镜头，包括从物方到像方依次排列的第一透镜至第十透镜，所有透镜均采用分离式结构，其中第一透镜和第十透镜采用玻璃非球面，具有大视场、像方远心、成像质量良好等特点，然而边缘视场畸变在40%左右，畸变值较大，难以应用于畸变要求高的遥感仪器。中国科学院西安光学精密机械研究所提出了一种大视场低畸变镜头，包括沿光线入射方向依次同轴排布的反远距组、双高斯镜组和出射镜组，一共采用3片非球面，2个胶合镜组，最大畸变小于4.7%，外形尺寸≤φ28×56mm，体积小，可以实现-40℃~60℃温度条件下良好的成像质量，但是该镜头不具备像方远心的特点，边缘照度下降明显，且最大视场仅有115°，仍有需要提升的空间。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有大视场光学系统存在着较大畸变、边缘照度低的技术问题，提供一种宽波段大视场
2、为了解决上述问题，本专利技术提供的技术解决方案如下：
3、本专利技术一种宽波段大视场低畸变光学系统的特点在于，包括：沿入射方向依次同轴排布的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，孔径光阑，第七胶合透镜，第八胶合透镜，第九透镜，其中，由所述第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜构成前透镜组，由所述第七胶合透镜，第八胶合透镜，第九透镜构成后透镜组，所述孔径光阑位于所述后透镜组的前焦面附近；
4、所述第一透镜为凸向物方的负弯月透镜，且所述第一透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.0025,0.005]；
5、所述第二透镜为凸向物方的负弯月透镜，且所述第二透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.01,0.03]；
6、所述第三透镜为双凸透镜，且所述第三透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.006,0.01]；
7、所述第四透镜为凸向物方的负弯月透镜，且所述第四透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.03,0.05]；
8、所述第五透镜为双凹透镜，且所述第五透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.02,0.04]；
9、所述第六透镜为双凸透镜，且所述第六透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.03,0.05]；
10、所述第七胶合透镜是由沿光线入射方向依次同轴排布的第七胶合正透镜和第七胶合弯月负透镜组成，且所述第七胶合透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.01,0.04]；
11、所述第八胶合透镜是由沿光线入射方向依次同轴排布的凸向物方的第八胶合弯月负透镜、第八胶合正透镜和凸向像方的第八胶合弯月负透镜组成，且所述第八胶合透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.01,0.04]；
12、所述第九透镜为双凸透镜，且所述第九透镜的光焦绝对值的取值范围为[0.02,0.05]。
13、本专利技术所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统的特点也在于：所述第一透镜采用融石英材料；所述第二透镜采用抗辐照重冕牌玻璃材料。
14、进一步的，所述第二透镜的折射率的取值范围为[1.60,1.70]、色散的取值范围为[50,65]；
15、所述第三透镜的折射率的取值范围为[1.50,1.65]、色散的取值范围为[50,60]；
16、所述第四透镜的折射率的取值范围为[1.70,1.80]、色散的取值范围为[40,55]；
17、所述第五透镜的折射率的取值范围为[1.75,1.85]、色散的取值范围为[20,28]；
18、所述第六透镜的折射率的取值范围为[1.75,1.85]、色散的取值范围为[20,28]；
19、所述第七胶合正透镜的折射率的取值范围为[1.45,1.55]、色散的取值范围为[75,90]；
20、所述第七胶合弯月负透镜的折射率的取值范围为[1.50,1.65]、色散的取值范围为[50,60]；
21、所述第八胶合弯月负透镜的折射率的取值范围为[1.70,1.75]、色散的取值范围为[30,40]；
22、所述第八胶合正透镜的折射率的取值范围为[1.45,1.55]、色散的取值范围为[75,90]；
23、所述第八胶合弯月负透镜的折射率的取值范围为[1.80,1.85]、色散的取值范围为[40,50]；
24、所述第九透镜的折射率的取值范围为[1.45,1.55]，色散的取值范围为[75,90]。
25、进一步的，所述第二透镜和第六透镜均为非球面。
26、进一步的，利用式(1)构建所述非球面的方程：
27、 (1)
28、式(1)中，z为非球面的矢高、c为非球面的顶点曲率、y为非球面的口径、k为圆锥系数、a4为4次非球面系数、a6为6次非球面系数、a8为8次非球面系数、a10为10次非球面系数。
29、进一步的，工作波段为可见光至近红外。
30、进一步的，所述第一透镜(l)的通光孔径小于200mm。
31、进一步的，所有视场的主光线在焦平面的入射角均小于3°。
32、与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：
33、1、本专利技术中第二透镜和第六透镜均采用单面的非球面，减轻了单片非球面校正畸变和像散像差的压力，解决了采用单片非球面矢高深度过深引起的非球面加工难度大的问题，满足了当前的非球面加工工艺，工程可实现性强。
34、2、本专利技术通过采用低折射率低色散材料，解决了宽波段光学系统引起的色差问题，最大横向色差小于20um。此外通过约束边缘视场主光线的入射角，实现了准像方远心，提高了边缘视场的照度均匀性。本专利技术光学系统后截距大于25mm，为探测器安装预留了足够的空间。
35、3、本专利技术中第一透镜和第二透镜分别采用石英和抗辐照重冕牌玻璃材料，均为抗辐照材料，相比于传统的仅第一透镜采用石英的光学系统，进一步提升了空间环境抗辐照的能力，特别适用于中轨、中高轨等空间辐照总剂量大的轨道环境下的光学遥感仪器。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于，包括：沿入射方向依次同轴排布的第一透镜(L1)，第二透镜(L2)，第三透镜(L3)，第四透镜(L4)，第五透镜(L5)，第六透镜(L6)，孔径光阑(S)，第七胶合透镜(L7)，第八胶合透镜(L8)，第九透镜(L9)，其中，由所述第一透镜(L1)，第二透镜(L2)，第三透镜(L3)，第四透镜(L4)，第五透镜(L5)，第六透镜(L6)构成前透镜组，由所述第七胶合透镜(L7)，第八胶合透镜(L8)，第九透镜(L9)构成后透镜组，所述孔径光阑(S)位于所述后透镜组的前焦面附近；
2.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：所述第一透镜(L1)采用融石英材料；所述第二透镜(L2)采用抗辐照重冕牌玻璃材料。
3.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变
7.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：所述第一透镜(l)的通光孔径小于200mm。
8.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：所有视场的主光线在焦平面的入射角均小于3°。
...【技术特征摘要】
1.一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于，包括：沿入射方向依次同轴排布的第一透镜(l1)，第二透镜(l2)，第三透镜(l3)，第四透镜(l4)，第五透镜(l5)，第六透镜(l6)，孔径光阑(s)，第七胶合透镜(l7)，第八胶合透镜(l8)，第九透镜(l9)，其中，由所述第一透镜(l1)，第二透镜(l2)，第三透镜(l3)，第四透镜(l4)，第五透镜(l5)，第六透镜(l6)构成前透镜组，由所述第七胶合透镜(l7)，第八胶合透镜(l8)，第九透镜(l9)构成后透镜组，所述孔径光阑(s)位于所述后透镜组的前焦面附近；
2.根据权利要求1所述的一种宽波段大视场低畸变光学系统，其特征在于：所述第一透镜(l1)采用融石英材料；所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩琳，向光峰，李孟凡，孟炳寰，裘桢炜，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。