[发明专利]一种多波段灵巧红外光学系统

说明书

技术领域

本发明属于红外遥感光学领域，更具体地，涉及一种多波段灵巧红外光学系统。

背景技术

近年来光学遥感探测技术取得迅猛的发展，各种光学遥感设备应运而生，它们的技术性能也得到提高和完善，红外图像和光谱关联的目标自动识别系统就是其中之一。作为红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的重要组件，对提高系统探测范围和识别能力起着重要作用。随着遥感探测技术的快速发展，对两个波段的辐射同时进行光谱探测已显得非常重要，对应的光学系统及其设计需求空前增长。但是红外双波段光学系统在设计上有较大难度，由于国内在红外材料、加工能力、镀膜技术等多方面的局限性，尤其是在不使用特殊元件及特殊材料的基础上在中波红外和长波红外波两个波段，要同时校正各种像差。而且由于军用光学系统大都工作在较恶劣的环境温度范围内，红外光学材料的折射率温度系数较大，环境温度变化会造成红外光学系统产生热离焦并导致像质降低，所以要通过少数的镜片实现全折射被动无热化非常困难。

现有技术公开的多红外光学镜头有2011年授权的专利号为ZL200910272921.2的中国发明专利(专利名称：双波段红外光学系统)，专利中公开的红外光学镜头是双波段(中波和长波)的，实际上是中波和长波两个镜头组装而成的，两个镜头中心轴垂直相交，两个镜头前有45°分光镜，分光镜把入射的中波和长波红外光分开，使两个波段的红外光分别入射两个镜头。由于分光镜位于镜头前，整个镜头的口径比较大，又因为是两个镜头的组装，整个镜头的体积重量也比较大。

2013年授权的专利号为ZL201110430969.9的中国发明专利(专利名称：一种多波段动目标光谱特征探测识别方法和装置)中涉及的红外光学镜头是多波段的，但其分光镜对长波红外光只有透射作用而没有反射作用，故所有入射系统的长波红外光只用于成像，不能用于成谱，因而无法获取目标的长波红外光谱特征。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多波段灵巧红外光学系统，其目的在于解决现有双波段光学系统长波红外光不能同时成谱，光路布局受限、体积重量大的问题。由此解决基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统目标光谱可识别波段窄、集成度不高、灵巧和便携性不高等的技术问题。

本发明提供的多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、分光镜片、FPA接口和光纤接口；所述红外扫描镜用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头，所述红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述分光镜片用于将聚焦后的红外光分成两束，一束红外光通过所述FPA接口输出，并为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。

本发明提供的一种多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、反射镜片、光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口；所述红外扫描镜用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头，红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述反射镜片安装在所述光路切换装置上，所述光路切换装置与所述红外镜头的中心轴线成45°夹角设置，所述反射镜片在光路切换控制器的控制下运动并实现光路分时切换；在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片反射并通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。

本发明提供的一种多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、分光镜片、反射镜片、双镜片光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口；所述红外扫描镜用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头，所述红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述分光镜片和所述反射镜片同时设置在所述双镜片光路切换装置上；所述双镜片光路切换装置与所述红外镜头的中心轴线成45°夹角设置；在光路切换控制器的控制下，由所述分光镜片实现分光工作，聚焦后的红外光被所述分光镜片分成两束，一束红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源；在光路切换控制器的控制下，由所述反射镜片实现分时工作，在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片反射并通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。