[發(fā)明專利]一種寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911394279.5
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113126311B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港中賀自動化科技有限公司
• 主分類號: G02B27/58
• 分類號: G02B27/58;G02B27/00;G01N21/956
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 楊淑霞

1.一種寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，所述寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)適用于紫外波段，其包括：光源單元、照明單元、成像單元；

所述光源單元包括：光源以及聚光元件，所述聚光元件將所述光源發(fā)出的光束匯聚到第一照明面，所述照明單元接受來自所述光源單元的光束，其包括：勻光部件和第二照明鏡頭，經(jīng)過所述第二照明鏡頭的光束投射至第二照明面；

所述第二照明鏡頭包括依次設置的：第一照明鏡組、照明孔徑光闌以及第二照明鏡組；

勻光部件包括可以相互切換的至少兩種，至少兩種勻光部件有不同幾何尺寸，對應光學系統(tǒng)物方視場FOV不同時，可獲得適配的照明條件；勻光部件切換時保持出口位置不變，勻光部件入口位置因為幾何尺寸不同而變化；

來自所述光源單元的光束依次經(jīng)所述勻光部件和第二照明鏡頭投射于一物面上；

所述照明單元和成像單元之間還設置有光路分離元件；

來自所述照明單元光束依次經(jīng)過所述光路分離元件、第二成像鏡組、第一成像鏡組到達所述物面，物平面發(fā)出的光線經(jīng)過第一成像鏡組后形成中間像，中間像經(jīng)過第二成像鏡組后形成平行光或近似平行光經(jīng)第三成像鏡組后再成像到有限遠處的像面；

所述成像單元接受來自所述物面反射和散射的光束，其包括：第一成像鏡頭，來自所述物面的光束經(jīng)第一成像鏡頭進行成像，所述第一成像鏡頭包括依次設置的：第一成像鏡組、第二成像鏡組以及第三成像鏡組；

所述第一成像鏡組包括由物面?zhèn)戎赶蛳衩鎮(zhèn)鹊模旱谝黄瑥秃贤哥R、第二片透鏡、第三片反射鏡；所述第一片復合透鏡的物面?zhèn)惹姘ㄒ粋€反射面，第一片復合透鏡的物面?zhèn)惹娴闹醒氩糠质峭高^面，其周圍部分為朝向像方的反射面；所述第三片反射鏡物面?zhèn)惹鏋榘挤瓷涿妫业谌瓷溏R為中央開有通孔可以允許光束穿過。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，來自所述物面的光束經(jīng)所述第一成像鏡組后形成中間像，所述中間像形成于第三片反射鏡的中央通孔附近；

所述第一成像鏡組滿足關系式：|f1/R2|＜0.35，|f1/R3|＜0.8；其中，f1為第一成像鏡組的組合焦距，R2為物面?zhèn)鹊谝黄瑥秃贤哥R的像面?zhèn)惹娴那拾霃剑琑3為物面?zhèn)鹊诙哥R的物面?zhèn)惹娴那拾霃健?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，所述中間像滿足關系式：|Ti/f2|＜0.4，Ti為中間像到第二成像鏡組物方第一片透鏡之間的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第二成像鏡組為適于形成平行光或者近平行光的鏡組，

所述第二成像鏡組中，至少有2片正透鏡滿足關系式：Dop0.7×D1，且其中焦距最短的2片正透鏡滿足關系式：0.7＜(1/fp1+1/fp2)×f2＜1.9；

其中，Dop為透鏡的通光孔徑，D1為第二鏡組(G2)和第三鏡組(G3)孔徑光闌的直徑，fp1為滿足關系式Dop0.7×D1焦距最短正透鏡的焦距，fp2為滿足關系式Dop0.7×D1焦距次短正透鏡的焦距。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第二成像鏡組為適于形成平行光或者近平行光的鏡組，

所述第二成像鏡組中，至少有2片負透鏡滿足關系式：Dop0.7×D1，且其中焦距的絕對值最短的2片負透鏡滿足關系式：0.45＜|1/fm1+1/fm2|×f2＜1.4；

其中，Dop為透鏡的通光孔徑，D1為第二鏡組(G2)和第三鏡組(G3)孔徑光闌的直徑，fm1為滿足關系式Dop0.7×D1焦距的絕對值最短負透鏡的焦距，fm1為滿足關系式Dop0.7×D1焦距的絕對值次短負透鏡的焦距。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬譜線高分辨率光學系統(tǒng)，其特征在于，所述像面位置處設置圖像傳感器，根據(jù)所述圖像傳感器行轉(zhuǎn)移速度按比例對物面目標進行同步掃描，對物面目標進行多次曝光。