一种多波段红外成像光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多波段红外成像光学系统，所述系统包括：主镜、次镜、分光镜、中波成像透镜组、中波探测器焦面、长波成像透镜组和长波探测器焦面；所述主镜、次镜和分光镜沿光路顺序设置，所述主镜用于将系统的入射光线反射至所述次镜；所述次镜用于将主镜反射过来的光线反射至所述分光镜；所述分光镜用于将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像。本实用新型专利技术采用波段分区红外探测器，从而实现同一目标的不同红外波段探测成像。

【技术实现步骤摘要】
一种多波段红外成像光学系统
本技术涉及光学
，尤其涉及一种多波段红外成像光学系统。
技术介绍
随着红外光电设备的快速发展，光电系统对红外光学成像的要求越来越高，尤其是对分辨率和作用距离的要求越来越高。为了提高光学成像系统的分辨率和识别概率，传统的增加焦距和口径等措施，能提高光学系统的分辨能力，但却使系统的体积和重量大大增加了。因此，需要采用新的技术手段，在同等焦距或者口径情况下，提高成像系统的探测识别概率。由于目标的辐射特性各不相同，采用多波段探测可以将具备不同辐射特性的目标和背景区别开来，从而提高探测识别概率。采用多个不同波段的传感器，将不同波段的红外辐射能量分别成像然后进行融合的方式，可以在实现多波段成像的同时提升分辨概率；然而多个传感器进行融合的方案，一方面仍然造成了系统的复杂和体积重量增加，另一方面，由于红外器件的成本较高，多传感器也直接导致系统成本大幅提升。因此多传感器融合的方式并不适用于需要对系统有小型化紧凑化要求的应用环境，比如机载平台等。
技术实现思路
本技术实施例提供一种多波段红外成像光学系统，采用波段分区红外探测器，从而实现同一目标的不同红外波段探测成像。本技术实施例提出一种多波段红外成像光学系统，所述系统包括：主镜、次镜、分光镜、中波成像透镜组、中波探测器焦面、长波成像透镜组和长波探测器焦面；所述主镜、次镜和分光镜沿光路顺序设置，所述主镜用于将系统的入射光线反射至所述次镜；所述次镜用于将主镜反射过来的光线反射至所述分光镜；所述分光镜用于将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像。可选的，所述中波探测器焦面包括多个分区，所述系统还包括：中波像移旋转棱镜；所述中波像移旋转棱镜设置在所述中波成像透镜组的光路中，旋转所述中波像移旋转棱镜以实现在所述中波探测器焦面的不同分区上进行成像。可选的，所述系统还包括：中波光路折转反射镜；所述中波光路折转反射镜设置在所述中波成像透镜组的光路中，所述中波光路折转反射镜用于改变所述中波成像透镜组的光路方向。可选的，所述长波探测器焦面包括多个分区，所述系统还包括：长波像移旋转棱镜；所述长波像移旋转棱镜设置在所述长波成像透镜组的光路中，旋转所述长波像移旋转棱镜以实现在所述长波探测器焦面的不同分区上进行成像。可选的，所述系统还包括：长波光路折转反射镜；所述长波光路折转反射镜设置在所述长波成像透镜组的光路中，所述长波光路折转反射镜用于改变所述长波成像透镜组的光路方向。可选的，所述两路不同波段的光线的波段为：中波3μm-5μm，长波8μm-12μm。可选的，中波成像透镜组和长波成像透镜组均采用红外材料制成。本技术实施例通过分光镜将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像，由此采用波段分区红外探测器，从而实现同一目标的不同红外波段探测成像，取得了积极的技术效果。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为本技术实施例系统原理示意图；图2为本技术实施例中、长波探测器的波段分区示意图；图3为本技术第一实施例中波成像光路像移指定角度示意图；图4为本技术第一实施例中波成像光路像移180°示意图；图5为本技术第二实施例长波成像光路像移指定角度示意图；图6为本技术第二实施例长波成像光路像移180°示意图；图7为本技术实施例中波调制传递函数MTF；图8为本技术实施例长波调制传递函数MTF。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。本技术第一实施例提供一种多波段红外成像光学系统，如图1所示，所述系统包括：主镜1、次镜2、分光镜3、中波成像透镜组4、中波探测器焦面7、长波成像透镜组8和长波探测器焦面11；所述主镜1、次镜2和分光镜3沿光路顺序设置，所述主镜1用于将系统的入射光线反射至所述次镜2；具体的说，如图1所示，在本实施例中，主镜1、次镜2和分光镜3沿光路同轴顺序设置。所述次镜2用于将主镜1反射过来的光线反射至所述分光镜3；所述分光镜3用于将所述次镜2反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组4在所述中波探测器焦面7进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组8在所述长波探测器焦面进行成像11。本技术实施例系统前端采用卡塞格林反射式共孔径光学系统，系统采用卡式光学结构，具有口径大、焦距长的特点，满足系统高分辨率、长作用距离的要求；通过分光镜将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像，由此采用波段分区红外探测器，从而实现同一目标的不同红外波段探测成像。可选的，所述两路不同波段的光线的中波段为3μm-5μm。可选的，所述中波探测器焦面7包括多个分区，所述系统还包括：中波像移旋转棱镜6；所述中波像移旋转棱镜6设置在所述中波成像透镜组4的光路中，旋转所述中波像移旋转棱镜6以实现在所述中波探测器焦面7的不同分区上进行成像。具体的说，在本实施例中，如图1所示，中波成像透镜组4包括3块镜片，中波像移旋转棱镜6设置在中波成像透镜组4的光路中，进一步如图2所示，图2中给出了一种中波探测器焦面7的划分方式，焦平面被划分成4个窄带区域，例如在本实施例中4个窄带区域分别对应谱段1(3.0μm-3.5μm)、谱段2(3.5μm-4.0μm)谱段3(4.0μm-4.5μm)、谱段4(4.5μm-5.0μm)，由此实现系统中波段的覆盖。进一步，如图3、图4所示，通过中波各分光路中的中波像移旋转棱镜6绕轴旋转实现成像位置的绕轴旋转，中波的图像分别在探测器相应的四个光谱区域进行切换成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多波段红外成像光学系统，其特征在于，所述系统包括：主镜、次镜、分光镜、中波成像透镜组、中波探测器焦面、长波成像透镜组和长波探测器焦面；/n所述主镜、次镜和分光镜沿光路顺序设置，所述主镜用于将系统的入射光线反射至所述次镜；/n所述次镜用于将主镜反射过来的光线反射至所述分光镜；/n所述分光镜用于将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种多波段红外成像光学系统，其特征在于，所述系统包括：主镜、次镜、分光镜、中波成像透镜组、中波探测器焦面、长波成像透镜组和长波探测器焦面；
所述主镜、次镜和分光镜沿光路顺序设置，所述主镜用于将系统的入射光线反射至所述次镜；
所述次镜用于将主镜反射过来的光线反射至所述分光镜；
所述分光镜用于将所述次镜反射的系统光线分为两路不同波段的光线，两路不同波段的光线中的一路通过所述中波成像透镜组在所述中波探测器焦面进行成像，另一路通过所述长波成像透镜组在所述长波探测器焦面进行成像。


2.如权利要求1所述的多波段红外成像光学系统，其特征在于，所述中波探测器焦面包括多个分区，所述系统还包括：中波像移旋转棱镜；
所述中波像移旋转棱镜设置在所述中波成像透镜组的光路中，旋转所述中波像移旋转棱镜以实现在所述中波探测器焦面的不同分区上进行成像。


3.如权利要求2所述的多波段红外成像光学系统，其特征在于，所述系统还包括：中波光路折转反射镜；
所述中波光路...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晴晴，杜晓宇，
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