[發明專利]一種長焦距共口徑反射式光學系統

在審

• 申請號: 201710911286.2
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107817598A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 虞林瑤;洪永豐;張保;張美君;卜和陽;田浩南;張宇鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B17/02;G02B17/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 李微微,仇蕾安

1.一種反射式光學系統，其特征在于，包括望遠系統光路和成像系統光路；所述望遠系統光路從光束入射方向依次包括主鏡1、次鏡2、第一轉折平面反射鏡3、第四反射鏡4以及快速反射鏡5；所述主鏡1和次鏡2形成卡塞格林結構形式，主鏡1開有中心孔；第一轉折平面反射鏡3位于次鏡2的反射光路中，并將光束反射到卡塞格林結構光軸的一個側面，第四反射鏡4位于次鏡2所成的第一像面之后，接收第一轉折平面反射鏡3的反射光束后，再將其反射至快速反射鏡5；快速反射鏡5位于第一轉折平面反射鏡3和第四反射鏡4之間，并將接收的光束反射至成像系統光路；

所述成像系統光路沿光束傳播方向依次包括第六反射鏡6、第七反射鏡7、第八反射鏡8、第二轉折平面反射鏡9、第三轉折平面反射鏡10以及成像鏡組；第六反射鏡6、位于第七反射鏡7和第八反射鏡8之間；第六反射鏡6將從快速反射鏡5接收的光束反射至第七反射鏡7，經第七反射鏡7反射至第八反射鏡8；所述第二轉折平面反射鏡9位于第八反射鏡8的反射光路；

所述成像鏡組包括兩個響應不同波段光束的探測器，第一探測器和第二探測器；

第三轉折平面反射鏡10位于第二轉折平面反射鏡9的反射光路中，并可在光路中切入或者切出；第二探測器位于第二轉折平面反射鏡9的焦平面上；第一探測器位于第三轉折平面反射鏡10的焦平面上。

2.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所述次鏡2相對于X軸偏心并相對于Y軸傾斜；次鏡2的傾斜為|α1|<6°；偏心|d1|<8mm；其中，Z軸沿所述卡塞格林結構的光軸方向，Y軸與Z軸平行，X軸由Y軸和Z軸通過右手定則確定。

3.如權利要求2所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所述第四反射鏡4相對于X軸偏心并相對于Y軸傾斜；傾斜為-30°<α2<0°，偏心-90mm<d1<-70mm。

4.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，第一探測器和第二探測器為響應可見光0.5μm～0.7μm、短波紅外0.9μm～1.5μm、中波紅外3μm～5μm和長波8μm～12μm四種波段中的任意兩種。

5.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所述第六反射鏡6、第七反射鏡7和第八反射鏡8位于同一光軸上，均為凹面鏡。

6.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所有反射鏡材料為鋁、鈹或者鈹鋁合金。

7.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所有與反射鏡連接的結構件材料與反射鏡材料相同。

8.如權利要求1所述的一種反射式光學系統，其特征在于，系統中各光學器件的參數如下下表：

9.如權利要求8所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所述第四反射鏡(4)的非球面方程為：

其中，z為以非球面與光軸交點為起點且平行光軸方向的軸向值，k為Conic系數，c為鏡面中心曲率半徑的倒數，r為鏡面中心高度；a₄、a₆、a₈為非球面系數，具體參數如下：

10.如權利要求8所述的一種反射式光學系統，其特征在于，所述次鏡(2)、第四反射鏡(4)和快速反射鏡(5)的偏心以及傾斜參數如下表：