[发明专利]一种光学系统像质红外加热补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于光学系统的光学像质补偿领域，具体涉及一种光学系统像质红外加热补偿装置。

背景技术

随着光学应用领域的迅猛发展，光学系统分辨率与生产率的要求不断的提高，镜片数量的增加，曝光剂量的增大可以有效改进光学系统的分辨率和生产率，但上述方式的采用不可避免地引入光学系统的像差，造成光学系统满足不了设计指标，这就使得光学系统像质红外加热补偿装置变得很有必要。

现有技术中的光学系统像质补偿技术有基于结构优化的被动补偿技术，也有基于变形镜的主动补偿技术，其中被动补偿技术采用两个对称布置的非对称散热结构，以提高镜框和镜片的部分区域的导热换热效率，从而使得镜片的温度分布改变，进而改变波前，被动补偿技术补偿Zernike(泽尼克)像差成分项数及能力有限，且补偿精度较低；基于变形镜主动补偿技术是根据需要补偿的成分，在镜片或镜框上指定区域施加载荷力，使得镜片产生变形，进而补偿波前，该技术结构复杂，价格昂贵，补偿Zernike像差成分项数有限。

发明内容

本发明的目的在于提出一种光学系统像质红外加热补偿装置，解决现有技术存在的结构复杂、补偿精度低和补偿Zernike像差成分项数有限的问题。

为实现上述目的，本发明的一种光学系统像质红外加热补偿装置包括镜框、法兰、光线扩束装置、光学平台、红外加热补偿系统和亚克力罩子；所述镜框上固定有光学元件，镜框圆周均布n个激光光斑出光孔，n个所述光线扩束装置通过法兰分别固定在激光光斑出光孔中；

所述光学平台上设置有红外加热补偿系统，所述红外加热补偿系统整体通过亚克力罩子罩在光学平台上，红外加热补偿系统包括激光器和n组加热系统，第1～n-1组结构相同，包括分光镜、光束功率衰减装置、可以调节出射光线方向的光线传输装置和定位套筒，第n组包括全反镜、光束功率衰减装置、可以调节出射光线方向的光线传输装置和定位套筒；所述激光器出射光经分光镜分光及全反镜分别入射到n组加热系统中；

所述n组加热系统的光线传输装置通过定位套筒与所述光线扩束装置连接，所述光线传输装置出口出射的中心光线与所述光线扩束装置的轴线同轴，入射到加热系统中的光线经光束功率衰减装置衰减后再经可以调节出射光线方向的光线传输装置和光线扩束装置照射到所述光学元件上，实现像质补偿。

所述镜框为圆环形，所述激光光斑出光孔直径大于光线扩束装置通光孔径，所述法兰通过螺栓固定在所述激光光斑出光孔的法兰安装基准面上，所述光线扩束装置出射的中心光线与所照射光学元件表面交点的法向的夹角θ等于光学元件的材料在激光器所在红外波段的布儒斯特角。

所述n的取值为：n≥2。

所述光学元件为透射镜或反射镜。

所述镜框上固定有光学元件具体指胶粘固定或夹持固定。

所述红外光源具体指红外波段P偏振光连续激光器。

所述光束功率衰减装置具体指连续可调衰减器或起偏器；所述分光镜具体指分光平片或分光棱镜。

所述的可以调节出射光线方向的光线传输装置具体指实芯光纤套件或导光臂；所述光线扩束装置具体指扩束镜或准直镜。

所述光线扩束装置与法兰通过间隙配合连接；所述光线扩束装置与所述定位套筒螺纹连接。

所述红外加热补偿系统出射光斑照射在光学元件的上表面、下表面、通光孔径内或通光孔径外。

本发明的有益效果为：本发明的一种光学系统像质红外加热补偿装置中激光器输出p偏振光，经过分光镜与全反镜分成多束光路，每束光分别经过连续可调衰减器来进行光束功率及数量调节，通过实芯光纤套件实现光线任意方向的传输，以及光斑能量分布变换为均匀分布，每条光线经过定位套筒，实现光纤套件与扩束镜光路对准与传输，通过扩束镜的调节，使得光斑直径产生相应变化，通过法兰调节，实现光斑位置的控制。