一种大口径二次成像R-C光学系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于红外成像
，具体涉及一种大口径二次成像R-C光学系统。
技术介绍
一般的光学玻璃在红外波段是不透明的，少数玻璃能透过3μm以下的波长。对于使用在中远红外波段的物镜，则需要用特殊的红外光学材料制造才行。另一方面，为了收集更多的辐射能量，物镜的口径往往做得很大。目前，透红外波段的材料品种虽然已有一些，但其性能和成型尺寸还不能完全满足使用上的要求，有时选择合适的材料来消除波段内的色差有一定的困难。因此，目前的红外光学系统中多采用反射式。红外探测系统对弱目标进行探测时，为了在探测器表面得到足够的辐照度，光学系统往往要求口径比较大，工作波段比较宽，常采用典型的R-C光学系统。反射式系统可以不受材料的限制，它可以用普通的光学玻璃或金属制成，只要在其工作表面上镀一层高反射膜层就可以了，口径也可以做得很大。反射式系统的另一个优点是没有色差。R-C系统是校正了球差及慧差的改进的卡塞格林式系统，具有大口径、无色差，反射波段宽的特点，成为大口径探测系统常用的光学系统型式，R-C系统的结构型式如图1。红外接收器需要制冷才能有更好的结果，带制冷器的红外焦平面阵列，在光敏面前面一定距离处设有冷屏。如果只使用R-C光学系统，不能满足冷光阑效率100％，会引入较多的杂散光。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是红外接收器需要制冷才能有更好的结果，带制冷器的红外焦平面阵列，在光敏面前面一定距离处设有冷屏。如果只使用R-C光学系统，不能满足冷光阑效率100％，会引入较多的杂散光，为解决上述问题，本专利技术提供一种大口径二次成像R-C光学系统。本专利技术的目的是以下述方...
【技术保护点】
一种大口径二次成像R‑C光学系统，其特征在于：所述R‑C光学系统依次设置有双曲面反射镜（1）、孔径光阑（2）、视场光阑（3）、二次转像透镜组（4）和冷光阑（5），所有镜面同轴设置，双曲面反射镜（1）、孔径光阑（2）、视场光阑（3）组成一次成像系统，对外界景物实现一次成像会聚，会聚面位于视场光阑（3）上，二次转像透镜组（4）和冷光阑（5）组成二次成像系统，对视场光阑（3）会聚光线面进行二次成像，所得光谱成像位于像面（6）上。
【技术特征摘要】
1.一种大口径二次成像R-C光学系统，其特征在于：所述R-C光学系统依次设置有双曲面反射镜（1）、孔径光阑（2）、视场光阑（3）、二次转像透镜组（4）和冷光阑（5），所有镜面同轴设置，双曲面反射镜（1）、孔径光阑（2）、视场光阑（3）组成一次成像系统，对外界景物实现一次成像会聚，会聚面位于视场光阑（3）上，二次转像透镜组（4）和冷光阑（5）组成二次成像系统，对视场光阑（3）会聚光线面进行二次成像，所得光谱成像位于像面（6）上。2.根据权利要求1所述的大口径二次成像R-C光学系统，其特征在于：所述二次转像透镜组（4）包括四片透镜，从视场光阑（3）到冷光阑（5）的方向看，依次为第一弯月透镜（7）、第二弯月透镜（8）、双凹透镜（9）和双凸透镜（10），其中视场光阑（3）与第一弯月透镜（7）相对应，双凸透镜（10）与冷光阑（5）相对应。3.根据权利要求2所述的大口径二次成像R-C光学系统，其特征在于：所述双曲面反射镜（1）的曲率半径为-1152mm，孔径光阑（2）的曲率半径为-2400mm，第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）的曲率半径为-115～-121mm，第一弯月透镜（7）的第二弯月面（12）的曲率半径为-68～-74mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）的曲率半径为31-37mm，第二弯月透镜（8）的的第四弯月面（14）的曲率半径为47～53mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）的曲率半径为-119～-125mm，双凹透镜（9）的第六弯月面（16）的曲率半径为46～52mm，双凸透镜（10）的第七弯月面（17）的曲率半径为161-167mm，双凸透镜（10）的第八弯月面（18）的曲率半径为-53～-59mm；双曲面反射镜（1）像侧表面至孔径光阑（2）物侧表面于光轴上的距离为840mm，孔径光阑（2）像侧表面至视场光阑（3）物侧表面于光轴上的距离为120mm，视场光阑（3）像侧表面至第一弯月透镜（7）物侧表面于光轴上的距离为34～40mm，第一弯月透镜（7）像侧表面至第二弯月透镜（8）物侧表面于光轴上的距离为1-7mm，第二弯月透镜（8）像侧表面至双凹透镜（9）物侧表面于光轴上的距离为1-7mm，双凹透镜（9）像侧表面至双凸透镜（10）物侧表面于光轴上的距离为2-8mm，双凸透镜（10）像侧表面至冷光阑（5）物侧表面于光轴上的距离为36-42mm；第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）至第二弯月面（12）于光轴上的距离为12-18mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）至第四弯月面（14）于光轴上的距离为8-14mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）至第六弯月面（16）于光轴上的距离为1-7mm，双凸透镜（10）的第七弯月面（17）至第八弯月面（18）于光轴上的距离为12-18mm。4.根据权利要求3所述的大口径二次成像R-C光学系统，其特征在于：所述双曲面反射镜（1）的曲率半径为-1152mm，孔径光阑（2）的曲率半径为-2400mm，第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）的曲率半径为-118～-119mm，第一弯月透镜（7）的第二弯月面（12）的曲率半径为-71～-72mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）的曲率半径为34-35mm，第二弯月透镜（8）的的第四弯月面（14）的曲率半径为50～51mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）的曲率半径为-122～-123mm，双凹透镜（9）的第六弯月面（16）的曲率半径为49～50mm，双凸透镜（10）的第七弯月面（17）的曲率半径为164-165mm，双凸透镜（10）的第八弯月面（18）的曲率半径为-56～-57mm；双曲面反射镜（1）像侧表面至孔径光阑（2）物侧表面于光轴上的距离为840mm，孔径光阑（2）像侧表面至视场光阑（3）物侧表面于光轴上的距离为120mm，视场光阑（3）像侧表面至第一弯月透镜（7）物侧表面于光轴上的距离为36～38mm，第一弯月透镜（7）像侧表面至第二弯月透镜（8）物侧表面于光轴上的距离为3-5mm，第二弯月透镜（8）像侧表面至双凹透镜（9）物侧表面于光轴上的距离为3-5mm，双凹透镜（9）像侧表面至双凸透镜（10）物侧表面于光轴上的距离为4-7mm，双凸透镜（10）像侧表面至冷光阑（5）物侧表面于光轴上的距离为39-41mm；第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）至第二弯月面（12）于光轴上的距离为14-16mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）至第四弯月面（14）于光轴上的距离为10-12mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）至第六弯月面（16）于光轴上的距离为3-5mm，双凸透镜（10）的第七弯月面（17）至第八弯月面（18）于光轴上的距离为14-16mm。5.根据权利要求4所述的大口径二次成像R-C光学系统，其特征在于：所述双曲面反射镜（1）的曲率半径为-1152mm，孔径光阑（2）的曲率半径为-2400mm，第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）的曲率半径为-118～-118.1mm，第一弯月透镜（7）的第二弯月面（12）的曲率半径为-71.5～-71.6mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）的曲率半径为34-34.1mm，第二弯月透镜（8）的的第四弯月面（14）的曲率半径为50.5～50.6mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）的曲率半径为-122.5～-122.6mm，双凹透镜（9）的第六弯月面（16）的曲率半径为49.9～50.0mm，双凸透镜（10）的第七弯月面（17）的曲率半径为164.7-164.8mm，双凸透镜（10）的第八弯月面（18）的曲率半径为-56.7～-56.8mm；双曲面反射镜（1）像侧表面至孔径光阑（2）物侧表面于光轴上的距离为840mm，孔径光阑（2）像侧表面至视场光阑（3）物侧表面于光轴上的距离为120mm，视场光阑（3）像侧表面至第一弯月透镜（7）物侧表面于光轴上的距离为37～38mm，第一弯月透镜（7）像侧表面至第二弯月透镜（8）物侧表面于光轴上的距离为3.5-4.5mm，第二弯月透镜（8）像侧表面至双凹透镜（9）物侧表面于光轴上的距离为3.5-4.5mm，双凹透镜（9）像侧表面至双凸透镜（10）物侧表面于光轴上的距离为5-6mm，双凸透镜（10）像侧表面至冷光阑（5）物侧表面于光轴上的距离为39.5-40.5mm；第一弯月透镜（7）的第一弯月面（11）至第二弯月面（12）于光轴上的距离为14.5-15.5mm，第二弯月透镜（8）的第三弯月面（13）至第四弯月面（14）于光轴上的距离为11-12mm，双凹透镜（9）的第五弯月面（15）至第六弯月面（16）于光轴上的距离为3.5-4.5mm，双凸透镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛金星，李恒灿，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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