[發(fā)明專利]基于Schupmann校正結(jié)構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510895152.7
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105319630B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀亮;王克逸;宋婷;李飛;曹濤;孫炳磊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新躍儀表廠
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/42
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

一種基于Schupmann校正結(jié)構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用，所述系統(tǒng)包括物鏡和目鏡，所述Schupmann校正結(jié)構(gòu)包括衍射主鏡和菲涅爾校正板，衍射主鏡即為物鏡，其采用復(fù)合光子篩，菲涅爾校正板采用復(fù)合菲涅爾校正板，光學(xué)系統(tǒng)沿入射光方向依次包括復(fù)合光子篩以及主要由再成像透鏡組、復(fù)合菲涅爾校正板以及再聚焦透鏡形成的目鏡，再成像透鏡組把復(fù)合光子篩上的入射光點(diǎn)成像到復(fù)合菲涅爾校正板上，再聚焦透鏡把光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)復(fù)合菲涅爾校正板后所成的虛像輸出到像面上。所述復(fù)合光子篩與目鏡處于一個衛(wèi)星或分處在兩個衛(wèi)星上。本發(fā)明有效克服了光子篩用于成像的色差問題，同時也解決了其光譜范圍窄的問題，使系統(tǒng)在像面上得到無色差的彩色圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，具體的說，涉及一種基于改進(jìn)的Schupmann結(jié)構(gòu)的復(fù)合型光子篩成像光學(xué)系統(tǒng)及其在衛(wèi)星對地成像等領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前衛(wèi)星主要利用折/反射透鏡組對地面進(jìn)行成像。低軌光學(xué)衛(wèi)星雖然可以實(shí)現(xiàn)米級空間分辨率的對地觀測，但難以實(shí)現(xiàn)要求的全天候、全天時、全球覆蓋的對地觀測能力。并且若要進(jìn)一步提高分辨率，傳統(tǒng)的采用大口徑玻璃片成像載荷的重量、加工、裝調(diào)等技術(shù)瓶頸以及昂貴的成本都是不可回避的問題。高軌高分衛(wèi)星對于提高對地觀測系統(tǒng)的時間分辨率具有重要意義，但目前的技術(shù)水平尚無有效解決方案。光子篩作為成像元件可以達(dá)到超越衍射極限的效果，目前在X或軟X射線成像上已有很多應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于改進(jìn)的Schupmann結(jié)構(gòu)的復(fù)合型光子篩成像光學(xué)系統(tǒng)及其在衛(wèi)星對地成像等領(lǐng)域應(yīng)用，克服傳統(tǒng)玻璃透鏡用于衛(wèi)星成像所帶來的大載荷、難加工、難裝調(diào)、高成本等問題，可以對連續(xù)波長入射光實(shí)現(xiàn)無色差成像。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于Schupmann校正結(jié)構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)，包括物鏡和目鏡，所述Schupmann校正結(jié)構(gòu)包括衍射主鏡和菲涅爾校正板，所述衍射主鏡即為所述物鏡，其采用復(fù)合光子篩，所述菲涅爾校正板采用復(fù)合菲涅爾校正板，所述光學(xué)系統(tǒng)沿入射光方向依次包括復(fù)合光子篩以及主要由再成像透鏡組、復(fù)合菲涅爾校正板以及再聚焦透鏡形成的目鏡，所述再成像透鏡組把復(fù)合光子篩上的入射光點(diǎn)成像到復(fù)合菲涅爾校正板上，所述再聚焦透鏡把光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)復(fù)合菲涅爾校正板后所成的虛像輸出到像面上。

所述復(fù)合光子篩沿徑向分為三個環(huán)形區(qū)域，由內(nèi)到外分別用于藍(lán)光、綠光、紅光波段成像。

所述復(fù)合菲涅爾校正板沿徑向分為三個環(huán)形區(qū)域，由內(nèi)到外分別用于藍(lán)光、綠光、紅光波段對地成像的色散校正。

所述復(fù)合光子篩為薄膜型，所述再成像透鏡為單透鏡，所述復(fù)合菲涅爾校正板為復(fù)合菲涅爾波帶片。

所述再成像透鏡位于所述復(fù)合光子篩焦面處，所述復(fù)合菲涅爾波帶片位于所述復(fù)合光子篩關(guān)于再成像透鏡的像面處。

所述復(fù)合菲涅爾波帶片和復(fù)合光子篩的F數(shù)比值為再成像透鏡的放大倍數(shù)。

所述復(fù)合光子篩與復(fù)合菲涅爾波帶片口徑的比值為再成像透鏡的放大倍數(shù)。

所述物鏡和目鏡的光學(xué)元件參數(shù)隨所述再成像透鏡放大率的不同而不同。

一種基于Schupmann校正結(jié)構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)在高軌衛(wèi)星對地觀測中的應(yīng)用，所述復(fù)合光子篩與目鏡分處在兩個衛(wèi)星上。

一種基于Schupmann校正結(jié)構(gòu)的成像光學(xué)系統(tǒng)在低軌衛(wèi)星對地觀測中的應(yīng)用，所述復(fù)合光子篩與目鏡在一個衛(wèi)星上。