一种超大靶面短波系统技术方案

技术编号：44593233 阅读：10 留言：0更新日期：2025-03-14 12:51

本发明专利技术涉及一种超大靶面短波系统，包括沿光路方向依次设置的弯月负透镜A，弯月正透镜B，双凹负透镜C，弯月正透镜D、弯月负透镜E，弯月正透镜F、反射镜1、反射镜2、弯月正透镜G、弯月负透镜H，弯月正透镜I。本发明专利技术所匹配的探测器J为制冷型短波红外探测器，探测器成像靶面尺寸不小于Ф60mm。冷光阑位于系统末端，设计时满足冷光阑效率100%，以减少杂散光进入，提高系统的探测灵敏度。该系统采用二次成像Z型转折结构形式，结合使用非球面并合理选用材料和分配各镜片光焦度，在实现大靶面设计的同时以压缩系统口径，缩短系统长度，减小系统体积。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超大靶面短波系统。

技术介绍

1、短波红外成像光谱范围在0.9um-2.5um之间，其工作波长比可见光波长长，大气对其散射作用小。因此，短波红外成像在雾霾、烟尘等不良天气情况下具备与中长波热像仪相似的强抗干扰能力和强穿透能力，而且短波红外具有类似可见光的成像分辨细节能力，可以获得更加全面、精准的探测信息。

2、随着大面阵、高灵敏度和宽光谱响应波段探测器的研制，短波红外在军事和民用领域将发挥更大的作用。目前短波红外探测器适配的响应波段基本在0.9um~ 1.7um之间，探测器靶面不大于φ25mm，而响应波段在1.8um-2.5um之间的短波探测器较少，相应能匹配的短波红外镜头也较少。目前市面已有短波红外探测器其光谱响应范围延至2.5μm，探测器成像靶面大于φ25mm。现有的小靶面短波红外镜头无法适配大靶面短波红外探测器，工作波段也无法适配。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种超大靶面制冷型短波红外光学系统，其探测器成像靶面尺寸不小于ф60mm，f数为2.0。系统材料选用锗单晶、硅单晶等常见的几种红外材料进行合理匹配，并结合使用数个非球面，合理分配各镜片的光焦度来实现系统色差及单色像差的矫正。

2、本专利技术采用以下方案实现：一种超大靶面短波系统，包括沿光路方向依次设置的弯月负透镜a，弯月正透镜b，双凹负透镜c，弯月正透镜d、弯月负透镜e，弯月正透镜f、反射镜1、反射镜2、弯月正透镜g、弯月负透镜h，弯月正透镜i。

<p>3、进一步的，所述弯月负透镜a与弯月正透镜b之间的空气间隔为4.57mm，所述弯月正透镜b与双凹负透镜c之间的空气间隔为21.53mm，所述双凹负透镜c与弯月正透镜d之间的空气间隔为34.72mm，所述弯月正透镜d与弯月负透镜e的空气间隔为62.95mm，所述弯月负透镜e与弯月正透镜f的空气间隔为28.5mm，所述弯月正透镜f与弯月正透镜g的空气间隔为375.97mm，所述弯月正透镜g与弯月负透镜h的空气间隔为39.53mm，所述弯月负透镜h与弯月正透镜i的空气间隔为3.15mm。

4、进一步的，所述弯月正透镜f与反射镜1的空气间隔为80mm-120mm；所述反射镜1与反射镜2的空气间隔为135.97mm-225.97mm；所述反射镜2与弯月正透镜g的空气间隔为70mm-120mm。

5、进一步的，所述弯月负透镜a的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜b的凸面朝向物面，材料为硅单晶；双凹负透镜c材料为氟化钙；弯月正透镜d的凹面朝向物面，材料为锗单晶；弯月负透镜e的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜f的凸面朝向物面，材料为硅单晶；弯月正透镜g的凸面朝向物面，材料为硅单晶；弯月负透镜h的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜i的凸面朝向物面，材料为硅单晶。

6、进一步的，所述光学系统焦距为f´,弯月负透镜a的焦距为f1´，弯月正透镜b的焦距为f2´，双凹负透镜c的焦距为f3´，弯月正透镜d的焦距为f4´,弯月负透镜e的焦距为f5´,弯月正透镜f的焦距为f6´，弯月正透镜g的焦距为f7´，弯月负透镜h的焦距为f8´，弯月正透镜i的焦距为f9´。其中，系统各镜片的焦距与系统焦距的关系如下：

7、|f1´/f´|≤5，|f2´/f´|≤5，|f3´/f´|≤5，|f4´/f´|≤5，|f5´/f´|≤5，

8、|f6´/f´|≤5，|f7´/f´|≤5，|f8´/f|´≤5，|f9´/f´|≤5。

9、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：

10、a）本专利技术光学系统匹配超大靶面探测器，大相对孔径设计，有利于提升整个光学系统的性能，不仅能够增大成像范围，还能进一步提升画面清晰度；

11、b）本专利技术光学系统匹配探测器光谱响应范围延至2.5um，填补了短波红外成像光谱范围的空缺；

12、c) 本专利技术光学系统采用二次成像z型转折结构形式，在实现大相对口径大靶面设计的同时以压缩系统口径，缩短系统长度，减小系统体积；

13、d) 本专利技术系统采用近对称式结构形式优化设计，在满足像质要求的前提下有利于提高系统相对照度，保证整个像面照度均匀。

14、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：

15、本专利技术光学系统匹配超大靶面探测器，大相对孔径设计，有利于提升整个光学系统的性能，不仅能够增大成像范围，还能进一步提升画面清晰度；

16、本专利技术光学系统匹配探测器光谱响应范围延至2.5um，填补了短波红外成像光谱范围的空缺；

17、c) 本专利技术光学系统采用二次成像z型转折结构形式，在实现大相对口径大靶面设计的同时以压缩系统口径，缩短系统长度，减小系统体积；

18、d) 本专利技术系统采用近对称式结构形式优化设计，在满足像质要求的前提下有利于提高系统相对照度，保证整个像面照度均匀。

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【技术保护点】

1.种超大靶面短波系统，其特征在于：包括沿光路方向依次设置的弯月负透镜A，弯月正透镜B，双凹负透镜C，弯月正透镜D、弯月负透镜E，弯月正透镜F、弯月正透镜G、弯月负透镜H，弯月正透镜I。

2.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于，所述光学系统还包括一个探测器J，所述探测器成像靶面尺寸不小于Ф60mm，F数为2.0的短波制冷型探测器。

3.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于，所述光学系统还包括反射镜1，反射镜2；所述反射镜1、反射镜2位于弯月正透镜F与弯月正透镜G之间。

4.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于：所述弯月负透镜A与弯月正透镜B之间的空气间隔为4.57mm，所述弯月正透镜B与双凹负透镜C之间的空气间隔为21.53mm，所述双凹负透镜C与弯月正透镜D之间的空气间隔为34.72mm，所述弯月正透镜D与弯月负透镜E的空气间隔为62.95mm，所述弯月负透镜E与弯月正透镜F的空气间隔为28.5mm，所述弯月正透镜F与弯月正透镜G的空气间隔为375.97mm，所述弯月正透镜G与弯月负透镜H的空气间隔为39

5.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于：所述弯月正透镜F与反射镜1的空气间隔为80mm-120mm；所述反射镜1与反射镜2的空气间隔为135.97mm-225.97mm；所述反射镜2与弯月正透镜G的空气间隔为70mm-120mm。

6.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于：所述弯月负透镜A的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜B的凸面朝向物面，材料为硅单晶；双凹负透镜C材料为氟化钙；弯月正透镜D的凹面朝向物面，材料为锗单晶；弯月负透镜E的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜F的凸面朝向物面，材料为硅单晶；弯月正透镜G的凸面朝向物面，材料为硅单晶；弯月负透镜H的凸面朝向物面，材料为锗单晶；弯月正透镜I的凸面朝向物面，材料为硅单晶。

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【技术特征摘要】

1.种超大靶面短波系统，其特征在于：包括沿光路方向依次设置的弯月负透镜a，弯月正透镜b，双凹负透镜c，弯月正透镜d、弯月负透镜e，弯月正透镜f、弯月正透镜g、弯月负透镜h，弯月正透镜i。

2.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于，所述光学系统还包括一个探测器j，所述探测器成像靶面尺寸不小于ф60mm，f数为2.0的短波制冷型探测器。

3.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于，所述光学系统还包括反射镜1，反射镜2；所述反射镜1、反射镜2位于弯月正透镜f与弯月正透镜g之间。

4.根据权利要求1所述的超大靶面短波系统，其特征在于：所述弯月负透镜a与弯月正透镜b之间的空气间隔为4.57mm，所述弯月正透镜b与双凹负透镜c之间的空气间隔为21.53mm，所述双凹负透镜c与弯月正透镜d之间的空气间隔为34.72mm，所述弯月正透镜d与弯月负透镜e的空气间隔为62.95mm，所述弯月负透镜e与弯月正透镜f的空气间隔为28...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁梦瑞，李海庆，林建胜，
申请(专利权)人：深圳市誉和光学精密刀具有限公司，
类型：发明
国别省市：

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