[實用新型]一種紅外雙波段共焦光學系統及共焦面紅外雙波段探測器

有效

• 申請號: 201220178110.3
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN202794679U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 劉琳;賀誼亮;張興德;李榮剛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/18;G02B27/00;G02B1/02;G02B5/18
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田俊峰

技術領域

本實用新型涉及光學技術域，特別是涉及一種紅外雙波段共焦光學系統及共焦面紅外雙波段探測器。?

背景技術

隨著偽裝技術的發展，偵察識別目標的難度也越來越大，單一波段紅外探測系統獲取的信息量有限，不能滿足基于現代偵查背景復雜、氣象條件多變的情況下對高分辨率和實時傳輸的需求。中、長波雙波段探測可對復雜背景進行抑制，提高對目標的探測和識別效果。?

早期雙波段探測的光學系統多為分光路或部分共光路系統。分光路系統光學設計復雜，系統體積大，可靠性低。在后期進行不同波段圖像融合時，像元配準誤差大，影響探測精度和容易混淆被探測目標，得到并不真實的信號強度。共光路系統能夠大大提高像元配準的精度和探測距離，但是，傳統的共光路光學系統設計受限于材料特性，導致系統片數多、透過率低、體積大、成本高。再加上早期的雙波段紅外探測器尚不成熟，所以，共光路系統并沒有得到廣泛的應用。?

隨著雙波段探測器的完善和光學新元件的應用，發展雙波段共光路系統是實現紅外探測高精度要求的必然。?

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種紅外雙波段共焦光學系統及共焦面紅外雙波段探測器，用以解決現有技術雙波段共光路系統片數多、透過率?低、結構復雜、成本昂貴的問題。?

為解決上述技術問題，一方面，本實用新型提供一種紅外雙波段共焦光學系統，所述系統包括：依次設置的具有正光焦度的第一透鏡組、正光焦度的第二透鏡組、負光焦度的第三透鏡組、正光焦度的第四透鏡組；所述第二透鏡組為諧衍射元件；所述紅外雙波段共焦光學系統的焦距f，所述第一透鏡組的焦距f1，其中，0.25<f/f1<0.76。?

進一步，所述第一透鏡組為一片凸面朝物方的彎月形鍺透鏡；所述第二透鏡組為一片凸面朝物方的彎月形鍺透鏡；所述第三透鏡組為一片凸面朝物方的彎月硒化鋅透鏡；所述第四透鏡組為一片凸面朝物方的彎月形鍺透鏡。?

進一步，第三透鏡組的焦距可調。?

進一步，所述第二透鏡組設計了諧衍射面。?

進一步，所述第二透鏡組的諧衍射面上設計了非球面。?

進一步，所述紅外雙波段共焦光學系統還包括一個光欄，放置在所述第四透鏡組后。?

另一方面，本實用新型還提供一種包含上述紅外雙波段共焦光學系統的制冷型共焦面紅外雙波段探測器。?

進一步，所述雙波段共焦光學系統的光圈與所述制冷型共焦面紅外雙波段探測器的光圈相同；所述雙波段共焦光學系統的光欄與所述雙波段共焦探測器冷光欄重合。?

本實用新型有益效果如下：?

本實用新型利用諧衍射元件的物理特性，實現了共焦面的多波段融合，有利于拓展材料稀缺波段的光學系統設計自由度，僅采用常規紅外材料進行設計即可；通過優化各表面的面型參數和適當地選取諧衍射元件的衍射級次，設計紅外雙波段光學系統，使系統在寬光譜的色差得以校正，每個波段的像質都達到衍射極限，有利于光學系統的小型化；加工滿足普通金剛石車床車削的技術要求，降低了生產成本。?

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中的紅外雙波段（中波和長波）共焦光學系統的光路仿真圖；?

圖2是本實用新型實施例中諧衍射元件中波和長波雙波段衍射效率圖；?

圖3是本實用新型實施例中諧衍射元件相位和環帶隨徑向坐標的變化曲線圖；?

圖4是本實用新型實施例中3.5～4.7μm（中波）波段在特征頻率處的傳遞函數圖；?

圖5是本實用新型實施例中7～10μm（長波）波段在特征頻率處的傳遞函數圖；?

圖6是本實用新型實施例中中波波段的場曲和畸變圖；?

圖7是本實用新型實施例中長波波段的場曲和畸變圖。?

具體實施方式

為了解決現有技術雙波段共光路系統片數多、透過率低、結構復雜、成本昂貴的問題，本實用新型提供了一種紅外雙波段共焦光學系統，以下結合附圖以及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型。?