[發明專利]一種可見紅外圖譜協同探測光學系統及配準方法

有效

• 申請號: 202010965529.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112284536B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 袁立銀;何志平;鄭海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/06;G01J3/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種可見紅外圖譜協同探測光學系統，包括掃描鏡組(1)、第一通道前置光學(2)、第一通道分光光學(3)和第二通道前置光學(4)、第二通道分光光學(5)，其中：掃描鏡組(1)包括指向鏡(1.1)和轉折鏡(1.2)，第一通道前置光學(2)由第一離軸拋物面主鏡(2.1)、第一視場光欄(2.2)和第一離軸拋物面次鏡(2.3)組成；第一通道的分光器件是可見紅外聲光濾波器(3.2)；第一通道分光光學(3)的可見光譜成像譜段由前格蘭棱鏡(3.1)、可見紅外聲光濾波器(3.2)、后格蘭棱鏡(3.3)、可見紅外分色片(3.4)、可見會聚鏡組(3.5)和可見反射鏡(3.6)組成；第一通道分光光學(3)的近紅外短波光譜探測譜段由前格蘭棱鏡(3.1)、可見紅外聲光濾波器(3.2)、后格蘭棱鏡(3.3)、可見紅外分色片(3.4)、近紅外短波反射鏡(3.7)和近紅外短波會聚鏡(3.8)組成，第二通道前置光學(4)由第二離軸拋物面主鏡(4.1)、第二視場光欄(4.2)和第二離軸拋物面次鏡(4.3)組成；第二通道的分光器件是短中波聲光濾波器(5.1)；第二通道分光光學(5)的短波光譜探測譜段由短中波反射鏡(5.2)和短波色散補償會聚鏡組(5.3)組成；第二通道分光光學的短中波光譜探測譜段由短中波反射鏡(5.2)和中波色散補償會聚鏡組(5.4)組成，其特征在于：

來自物方的光線經指向鏡(1.1)和轉折鏡(1.2)反射，再經第一離軸拋物面主鏡(2.1)會聚成像在第一視場光欄(2.2)處，再發散至第一離軸拋物面次鏡(2.3)，準直后經可見紅外的前格蘭棱鏡(3.1)、可見紅外聲光濾波器(3.2)，經其電信號調制后，發出單色光經后格蘭棱鏡(3.3)，再經可見紅外分色片(3.4)反射，反射的可見光譜段到達可見會聚鏡組(3.5)會聚，經可見反射鏡(3.6)反射會聚在可見探測器芯面上；可見紅外分色片(3.4)透射的近紅外短波譜段到達近紅外短波反射鏡(3.7)，反射至近紅外短波會聚鏡(3.8)，會聚在近紅外短波探測器芯面上； 同時，來自物方的光線進入第二離軸拋物面主鏡(4.1)，會聚成像在第二視場光欄(4.2)處，再發散至第二離軸拋物面次鏡(4.3)，準直后經短中波聲光濾波器(5.1)，經其電信號調制后，發出單色光，+1級次衍射光再經短中波反射鏡(5.2)反射至短波色散補償會聚鏡組(5.3)，會聚在短波探測器芯面上；-1級次衍射光再經短中波反射鏡(5.2)反射至中波色散補償會聚鏡組(5.4)，會聚在中波探測器芯面上；

可見光譜成像通道視場為面陣視場，采用聲光濾波器分光，凝視光譜成像；近紅外短波光譜通道、短波光譜通道和中波光譜通道的視場均為相同的點視場，無限遠處光譜探測目標為同一目標；可見光譜成像通道的面陣視場覆蓋紅外短波光譜通道、短波光譜通道和中波光譜通道的視場，并成一定幾何關系，該幾何關系為近紅外短波光譜通道、短波光譜通道和中波光譜通道的視場在可見光譜成像通道面陣視場的中心。

2.根據權利要求1所述的一種可見紅外圖譜協同探測光學系統，其特征在于：

所述的可見紅外聲光濾波器(3.2)內部有消色散設計，使用的是+1級衍射光，通過分色供可見光譜成像譜段和近紅外短波譜段使用。

3.根據權利要求1所述的一種可見紅外圖譜協同探測光學系統，其特征在于：

所述的短中波聲光濾波器(5.1)內部無消色散設計，使用+1級衍射光作為短波譜段，使用-1級衍射光作為中波譜段。

4.一種基于權利要求1所述的一種可見紅外圖譜協同探測光學系統的多通道配準方法，其特征在于配準方法如下：

第一步：前置光學視場光欄配準，雙通道前置光學置于目標模擬器光路中；借助相機，在前置光學后方，根據雙通道的視場幾何關系，監測第一視場光欄(2.2)和第二視場光欄(4.2)的裝配；

第二步：各通道探測器裝配，根據目標模擬器以及第一視場光欄(2.2)，進行可見光譜成像譜段和近紅外短波譜段的光電聯調，根據目標模擬器以及第二視場光欄(4.2)，進行短波譜段和中波譜段的光電聯調。