本发明专利技术提供了一种大口径折射式色散镜头，该色散镜头由多个透镜组构成，沿光的传输方向上，依次包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组。第一透镜组由一个平凸透镜、两个弯月形透镜组成，第二透镜组为消色差透镜组，由一个双胶合透镜和一个平凸透镜组成，第三透镜组由三个单透镜组成。本发明专利技术在满足光谱共焦色散镜头基本要求的前提下，在可见光波段实现了不同波长的光在不同位置的良好聚焦，同时达到了1μm的分辨率，能够更清晰地显示目标，对于需要观察微小细节或高分辨率成像的应用非常有利。相较于现有色散镜头，本发明专利技术提出的色散镜头通过增大色散镜头的口径，能够收集更多的光线，提供更高的光采集能力，增加图像的亮度。
1、色散物镜作为光谱共焦传感器最核心的部件，可以分为折射式和衍射式两种基本类型，它们使用不同的原理来实现色散效果。折射式色散物镜基于光在介质中折射的原理，常见的代表是棱镜，适用于波长范围较窄的情况。衍射式色散物镜则基于光通过光栅等元件时的衍射现象，具有更广泛的波长适应性和较高的分辨率，常用于需要处理连续光谱和高分辨率光谱分析的场景。选择合适的色散物镜取决于特定应用的要求，包括波长范围、分辨率需求和光学系统的尺寸等。
2、现有技术方案中，采用衍射式的色散物镜，通常需要使用光阑来限制入射光的大小和角度，以确保光栅（或其他衍射元件）能够正常工作并产生所需的衍射效果，这就使得制造和校准高性能的衍射物镜可能比折射物镜更为复杂和昂贵。
3、普通的色散物镜的分辨率在几十到几千微米，随着科学研究、工业应用和技术进步的推动，对色散物镜分辨率的需求逐渐增加。这种趋势主要源于对更精细、更准确光学分析的迫切需求，以及对高分辨率成像和光谱测量的日益挑战的迎合。
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种大口径折射式色散镜头，适用于光学系统中的成像和观察应用，采用折射式的色散镜头，构造简单、易于制造、成本较低，提高色散镜头的分辨率，使得测量结果更精细。
>3、第一透镜组：由一个平凸透镜和两个弯月形透镜组成，用于聚焦光线并消除球差和像散；4、第二透镜组：由一个双胶合透镜和一个平凸透镜组成，用于消色差并校正轴上点的球差和像散；
5、第三透镜组：由三个单透镜组成，用于调焦和引入不同的色差，实现不同波长的光线焦点位置的调节。
6、作为本专利技术的进一步方案，两个弯月形透镜分别为第一弯月透镜和第二弯月透镜，沿光线传播方向，所述第一透镜组的平凸透镜凸面朝向像方，第一弯月透镜弯向像方，第二弯月透镜弯向物方，平凸透镜、第一弯月透镜和第二弯月透镜共同组成了第一透镜组。
7、作为本专利技术的进一步方案，所述第一透镜组的焦距为-9.458e+004mm。
8、作为本专利技术的进一步方案，所述第一透镜组中每个透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
9、平凸透镜l1：折射率nd1满足1.75<nd1<1.77，阿贝数vd1满足27.5<vd1<27.7，厚度为14mm，焦距为160.6mm；
10、第一弯月透镜l2：折射率nd2满足1.75<nd2<1.77，阿贝数vd2满足27.5<vd2<27.7，厚度为12mm，焦距为-322.3mm；
11、第二弯月透镜l3：折射率nd3满足1.75<nd3<1.77，阿贝数vd3满足27.5<vd3<27.7，厚度为15mm，焦距为-72.5mm。
12、作为本专利技术的进一步方案，所述第二透镜组中，沿光线传播方向，第二透镜组的平凸透镜平面朝向像方，第二透镜组中平凸透镜和双胶合透镜共同组成了消色差透镜组。
13、作为本专利技术的进一步方案，所述消色差透镜组的焦距为98.047mm。
14、作为本专利技术的进一步方案，所述第二透镜组中双胶合透镜由透镜l4和透镜l5组成，所述第二透镜组中平凸透镜由透镜l6组成，第二透镜组中每个透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
15、透镜l4：折射率nd4满足1.72<nd4<1.74，阿贝数vd4满足37.8<vd4<38.0，厚度为24mm，焦距为591.2mm。
16、透镜l5：折射率nd5满足1.75<nd5<1.77，阿贝数vd5满足27.5<vd5<27.7，厚度为10mm，焦距为250.0mm。
17、透镜l6：折射率nd6满足1.75<nd6<1.77，阿贝数vd6满足27.5<vd6<27.7，厚度为12mm，焦距为200.1mm。
18、作为本专利技术的进一步方案，所述第三透镜组的三个单透镜分别为沿光线传播方向设置的第一调焦透镜、第二调焦透镜和第三弯月透镜，三个单透镜共同组成焦距为70.81mm的调焦透镜组。
19、作为本专利技术的进一步方案，所述第三透镜组中三个单透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
20、第三弯月透镜l7：折射率nd7满足1.74<nd7<1.76，阿贝数vd7满足44.8<vd7<45.0，厚度为14mm，焦距为-192.7mm；
21、第一调焦透镜l8：折射率nd8满足1.75<nd8<1.77，阿贝数vd8满足27.5<vd8<27.6，厚度为12mm，焦距为97.4mm；
22、第二调焦透镜l9：折射率nd9满足1.47<nd9<1.49，阿贝数vd9满足70.3<vd9<70.5，厚度为12mm，焦距为89.7mm。
23、作为本专利技术的进一步方案，所述大口径折射式色散镜头的分辨率达到1μm，在480nm-660nm全波段范围内的相对照度≥99%。
24、与现有技术相比较而言，本专利技术提出的一种大口径折射式色散镜头，具有以下有益效果：
25、1.宽波长范围内的一致色散效果：该镜头能够在宽波长范围内提供一致的色散效果，适用于处理不同波长的光线。
26、2.设计简单易制造：该色散镜头的设计相对简单，并且易于制造，从而降低了成本。此外，它对波前形状的宽容度较高，适用性更广。
27、3.良好的聚焦效果和高分辨率：该色散镜头能够实现不同波长的光线在不同位置的良好聚焦，并具有高分辨率，最小分辨率可达1μm。这使得它能够清晰地显示目标，适用于观察微小细节或进行高分辨率成像。
28、4.大口径设计：该色散镜头具有大口径，最大口径可达72.4mm，相较于现有色散镜头增大了57.4%。这使得它能够收集更多的光线，提供更高的光采集能力，增加图像的亮度，并有助于提供更宽广的视场，减小光斑，对于需要高度聚焦和减小像差的应用有优势。
29、5.适配大靶面ccd：该色散镜头能够适配大靶面ccd，最大可适配57.34mm的ccd靶面。这提供了更高的图像分辨率，适用于对图像细节要求高的应用。同时，适应大靶面的设计有助于减小畸变，提高成像质量。
30、6.良好的相对照度：该色散镜头在480nm-660nm全波段范围内能够达到相对照度在99%以上的效果。这有利于提高图像的整体亮度一致性，减少或消除阴影效应，提高图像质量。
31、综上所述，本专利技术提供了一种大口径折射式色散镜头，具有宽波长范围内提供一致色散效果、设计简单易制造、具有良好本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大口径折射式色散镜头，其特征在于，该色散镜头由多个透镜组构成，该色散镜头包括以下组件：
2.根据权利要求1所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，沿光线传播方向，所述第一透镜组的平凸透镜凸面朝向像方，第一弯月透镜弯向像方，第二弯月透镜弯向物方。
3.根据权利要求2所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第一透镜组的焦距为-9.458E+004mm。
4.根据权利要求3所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第一透镜组中每个透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
5.根据权利要求4所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述消色差透镜组的焦距为98.047mm。
6.根据权利要求5所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第二透镜组中双胶合透镜由透镜L4和透镜L5组成，所述第二透镜组中平凸透镜由透镜L6组成，第二透镜组中每个透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
7.根据权利要求6所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，第一调焦透镜、第二调焦透镜和第三弯月透镜共同组成的调焦透镜组焦距为70.81mm。
8.根据权利要求7所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第三透镜组中三个单透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
9.根据权利要求8所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述大口径折射式色散镜头的分辨率达到1μm，在480nm-660nm全波段范围内的相对照度≥99%。
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【技术特征摘要】
1.一种大口径折射式色散镜头，其特征在于，该色散镜头由多个透镜组构成，该色散镜头包括以下组件：
2.根据权利要求1所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，沿光线传播方向，所述第一透镜组的平凸透镜凸面朝向像方，第一弯月透镜弯向像方，第二弯月透镜弯向物方。
3.根据权利要求2所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第一透镜组的焦距为-9.458e+004mm。
4.根据权利要求3所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述第一透镜组中每个透镜的折射率和阿贝数的范围分别为：
5.根据权利要求4所述的大口径折射式色散镜头，其特征在于，所述消色差透镜组的焦距为98.047mm。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩伟，孟垂阳，陶郅，
申请(专利权)人：厦门微亚智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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