[發(fā)明專利]一種具有掃描功能的激光電視紅外三波段光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911098004.7
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110850592B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 秦曉科;徐煒;李瑩柯;郭小青
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B26/10
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種具有掃描功能的激光電視紅外三波段光學系統(tǒng)，包括共孔徑望遠系統(tǒng)、激光望遠系統(tǒng)、快速掃描反射鏡、變倍反射鏡、激光分光鏡、快速掃描反射鏡、紅外分光鏡、電視分光鏡等組成。通過變倍反射鏡和激光分光鏡的移動隔離共孔徑望遠系統(tǒng)和激光望遠系統(tǒng)切換到大視場工作。激光光束、電視光束和紅外光束共用快速掃描反射鏡，利用快速掃描反射鏡法線方向的二維運動，實現(xiàn)電視光軸、激光光軸和紅外光軸的微量調(diào)節(jié)。激光望遠系統(tǒng)和共孔徑望遠系統(tǒng)的放大倍率保持一致，實現(xiàn)光學二級穩(wěn)定與視軸回掃功能，適應外界轉(zhuǎn)臺高頻振動或快速運動下的凝視成像。

技術領域

本發(fā)明屬于光學設計領域，涉及一種具有掃描功能的激光電視紅外三波段光學系統(tǒng)，尤其涉及多光譜集成系統(tǒng)，用于激光電視紅外三波段光軸的微量調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)光學二級穩(wěn)定和視軸回掃功能，適應外界轉(zhuǎn)臺高頻振動或快速運動下的凝視成像。

背景技術

現(xiàn)代光電觀瞄設備通常包含紅外熱像儀、電視攝像機和激光測照器等，在軍事打擊、火力控制和偵察預警等領域具有廣泛的應用，提高多光譜集成性和產(chǎn)品穩(wěn)定精度是兩個重要的發(fā)展趨勢。

在光譜集成性方面，發(fā)表于期刊索引Proc.of SPIE Vol.6940 69400S-1題為Third Generation Infrared Optics的文章公開了一種電視和紅外雙光束集成的裝置，共用前端離軸三反望遠系統(tǒng)，通過視場切換反射鏡隔離前端離軸三反望遠系統(tǒng)實現(xiàn)大小視場切換。此裝置前端離軸三反望遠系統(tǒng)存在實像點，無法集成激光；且無光軸控制環(huán)節(jié)，無法采用光學二級穩(wěn)定提高產(chǎn)品穩(wěn)定精度。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術問題

為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種具有掃描功能的激光電視紅外三波段光學系統(tǒng)，有大視場和小視場兩種工作狀態(tài)，用于激光電視紅外三波段的集成和光軸調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)光學二級穩(wěn)定和視軸回掃功能，適應外界轉(zhuǎn)臺高頻振動或快速運動下的凝視成像。

技術方案

一種具有掃描功能的激光電視紅外三波段光學系統(tǒng)，其特征在于三波段為電視、激光和紅外，固定結構包括共孔徑光窗3、變倍反射鏡4、共孔徑望遠系統(tǒng)5、激光光窗7、激光望遠系統(tǒng)8、激光分光鏡9、快速掃描反射鏡10、紅外分光鏡11和電視分光鏡12；運動組件包括變倍反射鏡4和激光分光鏡9；光路依次為共孔徑光窗3和拋物面主鏡51，拋物面主鏡51的反射光路上設有拋物面主鏡51，主鏡51的反射光路上設有二次曲面次鏡52，次鏡52的反射光路上設有折轉(zhuǎn)鏡53，折轉(zhuǎn)鏡53的反射光路上設有拋物面三鏡55，三鏡55的反射光路上設有運動組件變倍反射鏡4和激光分光鏡9，以及快速掃描反射鏡10，反射鏡10的反射光路上設有紅外分光鏡11，透過紅外信號，其反射光路上設有電視分光鏡12；分光鏡12透過激光信號，反射電視信號；

當激光分光鏡9移出時，構成三波段共軸大視場：包括共孔徑光窗3、變倍反射鏡4、快速掃描反射鏡10、紅外分光鏡11和電視分光鏡12；三波段經(jīng)過共孔徑光窗3，經(jīng)過變倍反射鏡4反射至快速掃描反射鏡10，經(jīng)過反射鏡10后反射至紅外分光鏡11，紅外信號透射后的信號反射至電視分光鏡12，激光信號透射，電視信號反射輸出；

當變倍反射鏡4移出時，構成電視與紅外共軸小視場時，激光為小束散角：包括共孔徑光窗3、共孔徑望遠系統(tǒng)5、激光光窗7、激光望遠系統(tǒng)8、激光分光鏡9、快速掃描反射鏡10、紅外分光鏡11和電視分光鏡12；電視和紅外光束通過共孔徑光窗3和共孔徑望遠系統(tǒng)5至激光分光鏡9；激光光束通過激光光窗7和激光望遠系統(tǒng)8口徑壓縮出射平行光至激光分光鏡9；經(jīng)激光分光鏡9合束后至快速掃描反射鏡10；經(jīng)過反射鏡10后反射至紅外分光鏡11，紅外信號透射后的信號反射至電視分光鏡12，激光信號透射，電視信號反射輸出。

所述小視場時，快速掃描反射鏡10法線的運動角度δ和光軸變化的關系為θ＝2δ/β，β為共孔徑望遠系統(tǒng)5和激光望遠系統(tǒng)8相同的放大倍率。

所述大視場時，快速掃描反射鏡10法線的運動角度δ和光軸變化的關系為θ＝2δ。