[發明專利]一種長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統

在審

• 申請號: 202111481511.6
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114326069A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王保華;聶云松;王軍;康曉軍;邢輝;童衛明;馬軍;宋俊儒;孫啟楊;閆秀榮;陳希;蔡媛媛;徐培麒
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B27/00;G01J5/08;G01J5/0806;G01J5/48
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

1.一種長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于包括：光學系統、中繼光學系統和中間像面；其中，

主光學系統為離軸反射系統，中繼光學系統為透射系統；

目標輻射的長波紅外光線經主光學系統反射后經過中間像面進入中繼光學系統，再經過中繼光學系統折射后匯聚到像面；

中間像面與主光學系統的距離為805mm，中間像面與中繼光學系統的距離為112mm。

2.根據權利要求1所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：所述主光學系統包括主反射鏡(PM)、次反射鏡(SM)和三反射鏡(TM)；其中，

目標輻射的長波紅外光線依次經主反射鏡(PM)、次反射鏡(SM)和三反射鏡(TM)反射后進入中繼光學系統；

主光學系統的焦距為1120mm。

3.根據權利要求2所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：所述中繼光學系統包括前透鏡組(FG)、窗口(W)和后透鏡組(BG)；其中，

前透鏡組(FG)包括第一透鏡(L1)、第二透鏡(L2)和第三透鏡(L3)，后透鏡組(BG)包括第四透鏡(L4)、第五透鏡(L5)和第六透鏡(L6)；

經中繼光學系統反射的目標輻射的長波紅外光線依次經前透鏡組(FG)、窗口(W)和后透鏡組(BG)折射后匯聚到像面；

中繼光學系統的焦距為290mm。

4.根據權利要求2所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：主反射鏡(PM)、次反射鏡(SM)、三反射鏡(TM)組成和前透鏡組(FG)的工作溫度為20℃，窗口(W)的工作溫度為10℃，后透鏡組(BG)的工作溫度為-53℃。

5.根據權利要求2所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：主反射鏡(PM)和三反射鏡(TM)均為10階離軸非球面，主反射鏡(PM)的離軸量為402.8mm，三反射鏡(TM)的離軸量為-260.8mm。

6.根據權利要求3所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：第二透鏡(L2)的后表面(FS)為6階XY多項式自由曲面。

7.根據權利要求1所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：所述長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統的通光口徑為500mm，焦距1200mm，工作譜段范圍為8μm～10μm，視場角為10°×1°。

8.根據權利要求3所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：中間像面尺寸為196mm×19.6mm，中間像面位于三反射鏡和第一透鏡之間；中間像面與三反射鏡的距離為805mm，中間像面與第一透鏡的距離為112mm。

9.根據權利要求2所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：主反射鏡(PM)、次反射鏡(SM)和三反射鏡(TM)均采用SiC基底材料，主反射鏡(PM)、次反射鏡(SM)和三反射鏡(TM)的表面均鍍增反膜，在8μm～10μm譜段范圍內的反射率大于0.98。

10.根據權利要求3所述的長波紅外多溫區自由曲面離軸折反射光學系統，其特征在于：第一透鏡(L1)、第二透鏡(L2)、第四透鏡(L4)、第五透鏡(L5)和第六透鏡(L6)的材料均為鍺，前表面和后表面均鍍增透膜，在8μm～10μm譜段范圍內的透過率大于0.98；

第三透鏡(L3)的材料為Znse，前表面和后表面均鍍增透膜，在8μm～10μm譜段范圍內的透過率大于0.98；

窗口(W)的材料為鍺，前表面和后表面均鍍帶通膜，在8μm～10μm譜段范圍內的透過率大于0.92，在其他譜段的透過率小于0.5％。