[發明專利]一種短波紅外像方遠心鏡頭

有效

• 申請號: 201810094809.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108469665B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 崔繼承;陳建軍;楊晉;孫慈;劉嘉楠;劉建利;張銳;姚雪峰;宋楠
• 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: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/22;G02B13/14
• 代理公司: 44316 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 趙勍毅

本發明提出一種短波紅外像方遠心鏡頭，鏡頭包括8片透鏡，透鏡結構形式沿光線入射方向依次為正負正負正正負正；鏡頭的光學系統焦距為30mm，F數為2，光譜范圍為1000nm～2500nm，全視場18.2°，系統總長51mm，其中系統最后一面到像面的距離為8mm，即后截距8mm，為光學系統與后續系統或探測器的機械連接留有了足夠空間；該鏡頭的發明主要作為短波紅外成像光譜儀的望遠系統，通過對初始結構的變型和復雜化，最后采用八片六組結構，對系統七種像差均進行了校正和平衡，最終使系統具有大相對孔徑、寬光譜范圍、結構緊湊、像質優良等優點。

技術領域

本發明涉及光學設計技術領域，特別涉及一種短波紅外像方遠心鏡頭。

背景技術

成像光譜儀是20世紀80年代出現的，將成像技術與光譜技術結合于一體的光學儀器。成像光譜儀的結構主要包括前段望遠系統和后端分光系統，望遠系統將景物成像于一次像面，分光系統則通過狹縫截取一個線視場，將其色散分波段成像，然后通過整個成像光譜儀的轉動掃描，將線視場掃描稱為面視場。由此可見，望遠系統的成像質量，決定著整個儀器的成像質量。

短波紅外成像光譜儀的工作波段為1000nm～2500nm，因此望遠系統也應針對該波段進行設計，但是大多數光學材料在接近2400nm左右時透過率會很低，可用光學材料種類較少，因此設計過程中光學材料的選擇應著重考慮光學透過率的因素。同時整個波段范圍寬達1500nm，在可選材料如此至少的情況下，色差的校正顯得尤為困難，并且由于望遠系統所成一次像面會作為分光系統的物面，因此七種像差都應進行嚴格校正。

綜上所述，短波紅外成像光譜儀的望遠系統的設計，無論從材料的選擇、初始結構的確定，還是到初始結構的復雜化、像差的校正和平衡，都需要設計者仔細斟酌考慮，具有一定的設計難度。

為了克服上述缺點，設計一種新的短波紅外像方遠心鏡頭。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種短波紅外像方遠心鏡頭，作為短波紅外成像光譜儀的望遠鏡頭，該鏡頭不僅具有像方遠心的特點，而且在光學材料的選擇，結構形式的排布以及像差優化平衡的過程中，充分考慮了作為成像光譜儀望遠鏡頭的具體要求，最終鏡頭具有像方遠心、大相對孔徑、寬光譜范圍、結構緊湊、像質優良等優點。

本發明實施例中提供一種短波紅外像方遠心鏡頭，其包括沿光線入射方向依次同軸排布的第一正透鏡、第一負透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡、第四正透鏡、第三負透鏡和第五正透鏡；所述第一正透鏡的材料為HZK20，14mm<通光口徑<15mm，6mm<厚度<7mm；所述第一負透鏡的材料為HLAF62，13mm<通光口徑<14mm，1mm<厚度<2mm；所述第二正透鏡的材料為HBAK5，11mm<通光口徑<12mm，4mm<厚度<5mm；所述第二負透鏡的材料為HZF6，10mm<通光口徑<11mm，1mm<厚度<2mm；所述第三正透鏡的材料為HZBAF1，12mm<通光口徑<13mm，8mm<厚度<9mm；所述第四正透鏡的材料為HZK20，17mm<通光口徑<18mm，6mm<厚度<7mm；所述第三負透鏡的材料為HZF4，15mm<通光口徑<16mm，1mm<厚度<2mm；所述第五正透鏡的材料為HLAF62，13mm<通光口徑<14mm，3mm<厚度<4mm。前述六種光學材料均選自成都光明玻璃庫，在兼顧系統光學材料透過率的同時，統籌考慮了系統像差的校正和平衡。