[發明專利]一種應用于空間碎片廣域探測的光學系統

有效

• 申請號: 202010559085.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111812827B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 龐志海;賀天兵;雷廣智;張健
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B1/00;G01N21/84;G01N21/01
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：

由沿光傳播方向依次設置在同一光軸上的第一負透鏡、第一正透鏡、第二負透鏡、孔徑光闌、第二正透鏡、第三正透鏡、第三負透鏡、第四負透鏡和探測器組成；

第二負透鏡、第三負透鏡的前表面均為高次非球面；

第一負透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：115.5mm～119.2mm和89.4mm～93mm，厚度為15mm～19mm；

第一正透鏡的材料折射率為1.422～1.555，第一正透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：89.5mm～93.4mm和345mm～348.3mm，厚度為27mm～31mm；第一正透鏡前表面與第一負透鏡后表面的距離為3mm～4.5mm；

第二負透鏡的材料折射率為1.65～1.72，第二負透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：-284.65mm～-286.3mm和391.88mm～392.45mm，厚度為9.8mm～11mm；第二負透鏡前表面與第一正透鏡后表面的距離為22.4mm～23.8mm；

孔徑光闌與第二負透鏡后表面的距離為21.4mm～22.85mm；

第二正透鏡的材料折射率為1.43～1.474，第二正透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：103.2mm～105.4mm和-400mm～-407mm，厚度為27mm～29mm；第二正透鏡前表面與孔徑光闌的距離為3mm～5.1mm；

第三正透鏡的材料折射率為1.41～1.55，第三正透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：110.2mm～111.4mm和-155mm～-158mm，厚度為30mm～33.1mm；第三正透鏡前表面與第二正透鏡后表面的距離為9.5mm～11mm；

第三負透鏡的材料折射率為1.75～1.81，第三負透鏡前、后表面的曲率半徑分別為：-130mm～-133mm和-307mm～-309mm，厚度為14.95mm～16mm；第三負透鏡前表面與第三正透鏡后表面的距離為5.9mm～7mm；

第四負透鏡的材料折射率為1.51～1.58，第四負透鏡前后表面的曲率半徑分別為：-63mm～-63.85mm和平面，厚度為5.95mm～7mm；第四負透鏡前表面與第三負透鏡后表面的距離為78mm～79mm；第四負透鏡后表面到像面的距離為5.5mm；

探測器的光譜權重隨入射光的波長變化而變化。

2.根據權利要求1所述的應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：所述第一負透鏡的材料為SILICA。

3.根據權利要求1所述的應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：所述探測器的光譜權重與入射光的波長之間的關系為：當波長分別為450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、850nm時，光譜權重分別為78、90、94、94、91、84、74、58。

4.根據權利要求1所述的應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：所述探測器的保護窗口材料為K9，厚度為0.95mm，探測器的保護窗口到感光面距離為0.85mm。

5.根據權利要求1所述的應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：所述第二負透鏡的高次非球面為凹面，其具體表達式如下：

其中K＝0，A＝-6.336e-008，B＝4.595e-012，C＝-8.852e-016

上式中，z為不同口徑下非球面矢高；c為非球面曲率；r為非球面的口徑；A、B、C為高次非球面高次項的系數。

6.根據權利要求1所述的應用于空間碎片廣域探測的光學系統，其特征在于：所述第三負透鏡的高次非球面為凹面，其具體表達式如下：

其中K＝-1.404，A＝-2.559e-007，B＝1.731e-012，C＝2.44e-015

上式中，z為不同口徑下非球面矢高；c為非球面曲率；r為非球面的口徑；A、B、C為高次非球面高次項的系數。