[發明專利]一種通用低成本大視場激光導引頭光學系統

有效

• 申請號: 202011502924.3
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112394430B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 孫攀;盧鑫;陳靜;周波;李顯彥;胡軍;李路;蔡俊杰;王建梅
• 申請（專利權）人: 湖南華南光電（集團）有限責任公司
• 主分類號: G02B3/02
• 分類號: G02B3/02;G02B1/00;G02B1/11;G02B5/20;G02B19/00;F41H13/00
• 代理公司: 常德市長城專利事務所(普通合伙) 43204
• 代理人: 游先春

本發明公開了一種通用低成本大視場激光導引頭光學系統，由一片非球面透鏡組成，非球面透鏡材料為ZnS，其凸面是一個球面，曲率半徑為20.087mm，凹面是一個偶次非球面，頂點曲率c為1/158.321，圓錐系數k為0.48336，非球面系數A=1.6123E?004，B=?1.362E?006，透鏡厚度為7.88mm，透鏡到四象限探測器的距離為9mm，在透鏡表面鍍制了增透膜和窄帶濾光膜。本發明光學系統僅由一片非球面透鏡組成，視場大，結構簡單，降低了生產成本的同時，還在設計中考慮了光學系統通用性的問題，大大降低了系列產品科研開發成本。

技術領域

本發明涉及一種通用低成本大視場激光導引頭光學系統，屬于光學設計技術領域。

背景技術

二十一世紀以來，精確制導武器在軍事打擊中發揮著越來越重要的作用，激光制導技術是利用外部激光束照射目標，彈上的激光導引頭利用目標漫反射的激光來捕獲跟蹤目標，是一項導引武器命中目標，且集光、機、電和信息處理于一體的技術，因其命中精度高、抗干擾能力強、使用方便，近年來得到了廣泛應用，并發揮了巨大的威力，成為當前行業內研究的重點。

但是，現有的激光導引頭光學系統為了實現大視場，都是采用雙高斯結構，透鏡數量較多，不僅增加了生產成本，還提高了加工制造和裝配難度，不能滿足裝備科研生產低成本的要求。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種通用低成本大視場激光導引頭光學系統，在滿足總體指標的要求下，解決激光導引頭科研生產低成本的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種通用低成本大視場激光導引頭光學系統，整個光學系統由一片非球面透鏡組成，非球面透鏡材料為ZnS，其凸面是一個球面，曲率半徑為20.087mm，凹面是一個偶次非球面，頂點曲率c為1/158.321，圓錐系數k為0.48336，非球面系數A=1.6123E-004，B=-1.362E-006，透鏡厚度為7.88mm，透鏡到四象限探測器的距離為9mm，為了增加系統透過率，在透鏡表面鍍制了增透膜。

進一步地，本發明創造性的將窄帶濾光膜鍍制在了非球面透鏡上，不用單獨再加裝窄帶濾光片。

進一步地，本發明光學系統接收到目標漫反射回來的激光后，在四象限探測器上會形成一個大小一定且能量分布均勻的圓斑，根據和差法計算出圓斑重心位置，并將其輸出給制導控制系統即可完成制導。

進一步地，本發明光學系統完成的光學指標為：中心波長1064nm，入瞳直徑30mm，總視場±25°，線性視場±12.5°，光斑大小Φ5mm。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的光學系統結構設計簡單，僅由一片非球面透鏡實現了激光導引功能，極大的降低了生產成本，同時提高了產品的加工制造和裝配性能，可滿足大規模快速生產。

2、在光學系統僅用一片非球面透鏡的情況下實現了大視場，且視場達到了±25°。

3、設計中考慮了光學系統通用性的問題，可以匹配不同形狀的導引頭，降低了系列產品科研開發成本，具有較強的應用價值。

附圖說明：

圖1是本發明光學系統的結構示意圖；

圖2是本發明光學系統的畸變圖；

圖3是本發明光學系統的點列圖；

圖4是本發明光學系統的光線足跡圖；

圖5是本發明光學系統的包圍圓能量圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細描述。