[實用新型]適用于量子阱探測器紅外熱像儀的紅外光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120529452.0
• 申請日: 2011-12-17
• 公開（公告）號: CN202433097U
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙珩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司洛陽電光設(shè)備研究所
• 主分類號: G01J5/08
• 分類號: G01J5/08;G02B13/18;G02B13/14;G02B7/02;G02B1/11
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 趙敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，涉及一種紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

量子阱紅外探測器以向大面陣實用化方向迅速發(fā)展，已成為可以與傳統(tǒng)碲鎘汞材料紅外探測器相比擬的新型探測器，緩解了碲鎘汞材料紅外探測器先天不足和工藝成熟性欠佳導(dǎo)致的技術(shù)問題。美國以及歐洲多個國家針對量子阱紅外探測器作了大量研究工作，量子阱紅外焦平面探測器（QWIP）以其大面陣集成、低成本、易實現(xiàn)批量生產(chǎn)等優(yōu)勢，在紅外跟蹤、偵察、精確制導(dǎo)、機載艦載前視紅外系統(tǒng)等軍事設(shè)備方面將發(fā)揮重要作用。

現(xiàn)有技術(shù)中缺乏應(yīng)用量子阱紅外焦平面探測器（QWIP）紅外熱像儀產(chǎn)品而設(shè)計的長焦光學(xué)系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種適用于量子阱探測器紅外熱像儀的紅外光學(xué)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)缺乏針對量子阱紅外焦平面探測器（QWIP）紅外熱像儀設(shè)計的長焦光學(xué)系統(tǒng)的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是：一種適用于量子阱探測器紅外熱像儀的紅外光學(xué)系統(tǒng)，用于設(shè)置在探測器之前，該系統(tǒng)包括沿光路入射方向依次設(shè)置的同軸的第一、第三、第四、第五，四個透鏡；所述第一透鏡為彎月正透鏡，口徑為150.3mm、厚度為11mm；第三透鏡為彎月正透鏡，口徑為62.3mm，厚度為6.1mm；第四透鏡為彎月正透鏡，口徑為53.5mm，厚度為7mm；第五透鏡為彎月負(fù)透鏡，口徑為46.2mm，厚度為5.05mm；第一、第三、第四、第五，四個透鏡之間距離依次為118.1mm，164mm，?1mm；所述第四透鏡的第一面為非球面，非球面系數(shù)為：k＝0、A＝-8.4953e-007、B＝-5.1236e-011、C＝-2.7840e-013、D＝9.0573e-017、E＝0、F＝0、G＝0、H＝0、J＝0。

第一、第三透鏡之間還設(shè)有用于補充0°到40°溫度范圍像面漂移的第二透鏡，該第二透鏡為雙凹負(fù)透鏡，口徑為49.4mm，厚度為4mm；與第一、第三透鏡的距離分別為150.9mm，?13.1mm；軸向調(diào)整距離為±2mm。

所述探測器上設(shè)有探測器保護窗口，所述第五透鏡與探測器之間間隔19.7mm。

所述第一透鏡的第一面上鍍有用以增加透過率的硬膜。

本實用新型為基于應(yīng)用量子阱紅外焦平面探測器（QWIP）紅外熱象儀產(chǎn)品而設(shè)計的長焦光學(xué)系統(tǒng)，利用至少四個單透鏡（其中一個透鏡第一面為非球面），獲得良好的像質(zhì)，并且?guī)缀鯖]有冷反射現(xiàn)象。本紅外熱象儀長焦光學(xué)系統(tǒng)的實用新型具有以下優(yōu)點：透鏡使用個數(shù)少；成像質(zhì)量優(yōu)；幾乎無冷反射現(xiàn)象；分辨率高；光機裝調(diào)方便。

附圖說明

圖1是本實用新型系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)由按光路走向依次由同軸的透鏡1、透鏡2、透鏡3、透鏡4、透鏡5共五片透鏡組成，其中透鏡4的第一面為非球面。系統(tǒng)工作波段在長波紅外：7.5m～9m；光學(xué)系統(tǒng)的焦距較長，為286.4mm。

參見圖1，目標(biāo)物體輻射的紅外光束依次經(jīng)過同軸單透鏡1（彎月正透鏡，材料：鍺）、單透鏡2（雙凹負(fù)透鏡，材料：硒化鋅）、單透鏡3(彎月正透鏡，材料：鍺）、單透鏡4（彎月正透鏡，材料：鍺）、單透鏡5（彎月負(fù)透鏡，材料：硒化鋅）后，匯聚成像于量子阱紅外焦平面探測器6，從而可獲得目標(biāo)圖像。

透鏡1口徑為150.3mm、厚度為11mm；透鏡2口徑為49.4mm，厚度為4mm;透鏡3口徑為62.3mm，厚度為6.1mm；透鏡4口徑為53.5mm，厚度為7mm；透鏡5口徑為46.2mm，厚度為5.05mm。

透鏡1與透鏡2間隔118.1mm；透鏡2與透鏡3間隔150.9mm；透鏡3與透鏡4間隔13.1mm；透鏡4與透鏡5間隔為1mm；透鏡5與探測器6保護窗口間隔19.7mm。

單透鏡4的第一面為非球面，非球面系數(shù)為：k＝0、A＝-8.4953e-007、B＝-5.1236e-011、C＝-2.7840e-013、D＝9.0573e-017、E＝0、F＝0、G＝0、H＝0、J＝0。單透鏡1的第一面鍍硬膜，以增加透過率。

單透鏡2可作為調(diào)焦透鏡，軸向調(diào)焦范圍為±2mm?，用以補償0℃～+40℃溫度范圍像面的飄移，保證系統(tǒng)像質(zhì)。

本光學(xué)系統(tǒng)使用透鏡個數(shù)少，像質(zhì)好，分辨率高，且?guī)缀鯖]有冷反射現(xiàn)象。滿足量子阱紅外熱象儀的使用安裝要求。