[發(fā)明專利]一種多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011507367.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112526760A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪利華;杜俊峰;邊疆;吳時(shí)彬;劉盾;高國(guó)涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/42
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/42
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

本發(fā)明提出了一種多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)，包括主鏡(1)、第一中繼鏡(2)、第二中繼鏡(3)、次鏡(4)、匯聚鏡(5)和轉(zhuǎn)折鏡(6)，由主鏡(1)、第一中繼鏡(2)、第二中繼鏡(3)、次鏡(4)組成衍射成像光學(xué)系統(tǒng)，主鏡(1)和次鏡(4)放置在由第一中繼鏡(2)和第二中繼鏡(3)組成光路共軛位置實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光消色差，從而實(shí)現(xiàn)寬波段可見(jiàn)光成像。由第一中繼鏡(2)、第二中繼鏡(3)、匯聚鏡(5)和轉(zhuǎn)折鏡(6)組成反射成像光學(xué)系統(tǒng)。該反射成像光學(xué)系統(tǒng)可對(duì)近紅外、中波紅外和遠(yuǎn)紅外等譜段完善成像。該光學(xué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光到紅外波段的寬光譜成像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)設(shè)計(jì)和成像領(lǐng)域，具體涉及一種多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衍射主鏡成像光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)將微納結(jié)構(gòu)制作薄膜或平板基底上可以實(shí)現(xiàn)輕量化成像，是未來(lái)成像光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)之一，但由于衍射主鏡存在較大色差難以實(shí)現(xiàn)寬波段成像，本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)將衍射成像光路和反射成像光路組合，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)，解決了衍射成像光學(xué)系統(tǒng)譜段窄的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)寬譜段、多譜段成像。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)衍射主鏡寬波段、多譜段成像光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)，解決了衍射主鏡成像光學(xué)系統(tǒng)光譜窄問(wèn)題，將系統(tǒng)光譜帶寬從可見(jiàn)光拓展到了紅外波段。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)，所述的光學(xué)系統(tǒng)光路由主鏡1、第一中繼鏡2、第二中繼鏡3、次鏡4、匯聚鏡5和轉(zhuǎn)折鏡6組成，其中主鏡1為衍射光學(xué)元件、第一中繼鏡2和第二中繼鏡3為反射鏡，次鏡4為衍射反射鏡即衍射微納結(jié)構(gòu)制作在反射鏡基底上，匯聚鏡5和轉(zhuǎn)折鏡6為反射鏡。

由主鏡1、中繼鏡2、中繼鏡3、次鏡4組成衍射成像光學(xué)系統(tǒng)，主鏡1和次鏡4放置在由中繼鏡2和中繼鏡3組成光路共軛位置實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光消色差，從而實(shí)現(xiàn)寬波段可見(jiàn)光成像。

由第一中繼鏡2、第二中繼鏡3、匯聚鏡5和轉(zhuǎn)折鏡6組成反射成像光學(xué)系統(tǒng)，該反射成像光學(xué)系統(tǒng)可對(duì)近紅外、中波紅外和遠(yuǎn)紅外等譜段完善成像。

衍射成像光學(xué)系統(tǒng)和反射成像光學(xué)系統(tǒng)共用第一中繼鏡2和第二中繼鏡3。

進(jìn)一步地，主鏡1和次鏡4口徑與其分別到第二中繼鏡3的距離成反比。

進(jìn)一步地，第一中繼鏡2和第二中繼鏡3為非球面時(shí)非球面系統(tǒng)數(shù)需控制在(-3,3)的范圍。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明將衍射成像光學(xué)系統(tǒng)中中繼鏡光路引出設(shè)計(jì)成獨(dú)立的紅外成像光學(xué)系統(tǒng)，拓寬了衍射成像光學(xué)系統(tǒng)光譜范圍，實(shí)現(xiàn)了多譜段成像。

(2)本發(fā)明可見(jiàn)光波段成像和紅外波段成像共用第一中繼鏡2、第二中繼鏡3使光學(xué)系統(tǒng)具有跟緊湊的光學(xué)結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)光路圖，其中，1為主鏡，2為第一中繼鏡，3為第二中繼鏡，4為次鏡，5為匯聚鏡。

圖2為本發(fā)明的多譜段復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)光路局部圖，其中，2為第一中繼鏡，3為第二中繼鏡，4為次鏡，5為匯聚鏡，6為轉(zhuǎn)折鏡。

圖3為可見(jiàn)光MTF。

圖4為紅外波段MTF。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體描述。