[發(fā)明專利]離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110318053.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112859313A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武春風(fēng);朱彥;吳豐陽(yáng);鄧鍵;戴勛義;王曉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天科工微電子系統(tǒng)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G02B17/06
• 分類號(hào): G02B17/06;G01S17/66;G01S7/481
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發(fā)明公開(kāi)了離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)及方法，包括發(fā)射光路與成像光路，以及第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡、第三反射鏡和第四反射鏡；且發(fā)射光路與成像光路在第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡之間光段共光路；成像光路入瞳同時(shí)也是發(fā)射光路出瞳等；本發(fā)明具有全波段無(wú)色差，成像質(zhì)量和發(fā)射光束質(zhì)量?jī)?yōu)秀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和維護(hù)成本低，系統(tǒng)裝調(diào)便利等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光發(fā)射和成像領(lǐng)域，更為具體的，涉及離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

激光通訊具有傳輸損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)、通信質(zhì)量高、通訊容量大，保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是在移動(dòng)中進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通訊時(shí)，由于通訊目標(biāo)的相對(duì)位置隨時(shí)都在變化，必須配備目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)用以實(shí)時(shí)探測(cè)并跟蹤通訊目標(biāo)位置。這就會(huì)同時(shí)用到成像光學(xué)系統(tǒng)和激光發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，隨著應(yīng)用要求的不斷提高，對(duì)系統(tǒng)的集成性、功能的多元化的需求也日益緊迫。

將發(fā)射和成像光學(xué)系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)已是一種趨勢(shì)，目前發(fā)射和成像光學(xué)系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)多采用透鏡式光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，但是成像系統(tǒng)與發(fā)射系統(tǒng)通常工作的不同的波段，由于采用透射玻璃元件，不可避免的存在色差問(wèn)題，造成儀器體積龐大光路透鏡設(shè)計(jì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)及方法，具有全波段無(wú)色差，成像質(zhì)量和發(fā)射光束質(zhì)量?jī)?yōu)秀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和維護(hù)成本低，系統(tǒng)裝調(diào)便利等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的：

離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)，包括發(fā)射光路與成像光路，其特征在于，設(shè)置有第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡、第三反射鏡和第四反射鏡；且發(fā)射光路與成像光路在第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡之間光段共光路；成像光路入瞳同時(shí)也是發(fā)射光路出瞳；

在所述成像光路中，第一反射鏡將成像光路入瞳光束折轉(zhuǎn)并會(huì)聚至第二反射鏡，第二反射鏡將第一反射鏡會(huì)聚的光束整形為近似平行光束并折轉(zhuǎn)至分光鏡，近似平行光束透過(guò)分光鏡射入第三反射鏡，第三反射鏡將分光鏡所透射的近似平行光束進(jìn)行一次成像并折轉(zhuǎn)至第四反射鏡，同時(shí)產(chǎn)生部分球差；第四反射鏡將第三反射鏡折轉(zhuǎn)的光束繼續(xù)折轉(zhuǎn)并引入與自第三反射鏡入射的光束相對(duì)應(yīng)的球差和相差，綜合后以平衡系統(tǒng)像差，并使得光束在像面處成像；

在所述發(fā)射光路中，發(fā)射激光由發(fā)射入瞳入射，分光鏡將由發(fā)射入瞳射入的激光折轉(zhuǎn)至第二反射鏡，第二反射鏡將分光鏡折轉(zhuǎn)的激光折轉(zhuǎn)至第一反射鏡，并將光束發(fā)散，第一主反射鏡將第二反射鏡折轉(zhuǎn)射入光束折轉(zhuǎn)至發(fā)射光路出瞳，并在預(yù)設(shè)距離位置會(huì)聚。

進(jìn)一步地，第一反射鏡、第二反射鏡、分光鏡、第三反射鏡和第四反射鏡均離軸使用。

進(jìn)一步地，第一反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡均為非球面，第二反射鏡為旋轉(zhuǎn)拋物面。

進(jìn)一步地，第一反射鏡具有正光焦度。

進(jìn)一步地，第二反射鏡具有負(fù)光焦度。

進(jìn)一步地，第三反射鏡具有正光焦度。

進(jìn)一步地，第四反射鏡具有正光焦度。

進(jìn)一步地，第四反射鏡為二次曲面。

進(jìn)一步地，第二反射鏡沿其光軸平動(dòng)能實(shí)現(xiàn)發(fā)射光路與成像光路同步調(diào)焦。

基于離軸反射式發(fā)射成像共孔徑光學(xué)系統(tǒng)的方法，包括步驟：用于對(duì)極紫外波段至長(zhǎng)波紅外波段的入射光束成像與發(fā)射激光發(fā)射。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明全波段無(wú)色差，成像質(zhì)量和發(fā)射光束質(zhì)量?jī)?yōu)秀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)和維護(hù)成本低，系統(tǒng)裝調(diào)便利等；具體的，