[发明专利]单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器

权利要求书

1.单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器，其特征在于包括：共光路缩束模块(1-2)、分束镜(1-4)、光轴分离模块(1-5)、聚焦模块(1-10)、第一耦合镜(1-9)、第二耦合镜(1-11)、第三耦合镜(1-13)、成像模块(1-12)和探测器(1-14)，其中：

所述双光束合成传感器的光路传输路径为：波长分别为A和B的共光路双波长平行光束(1-1)经过共光路缩束模块(1-2)后，变成口径较小的平行光束(1-3)，到达分束镜(1-4)，一部分光经过分束镜(1-4)反射出去，经过成像模块(1-12)后，成像于探测器(1-14)靶面，形成两路混合的近场光斑图像(1-17)；另外一部分光经分束镜(1-4)透射后进入光轴分离模块(1-5)，经过光谱分光和光轴分离，形成三束不同传输方向的光束：A波长光(1-6)、B波长光(1-7)和两波长混合光(1-8)，三束光束(1-6、1-7和1-8)经过聚焦模块(1-10)、第一耦合镜(1-9)、第二耦合镜(1-11)和第三耦合镜(1-13)，聚焦于探测器(1-14)靶面，分别形成三个不同位置的光斑：A波长远场光斑(1-18)、B波长远场光斑(1-15)和两路混合远场光斑(1-16)。

2.根据权利要求1所述的单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器，其特征在于：共光路的双波长平行光束(1-1)共用一组共光路缩束模块(1-2)，根据设计的缩束倍率，把口径较大的平行光束(1-1)缩小成口径较小的平行光束(1-3)，以降低后续光路上光学设计的难度；共光路缩束模块(1-2)可采用反射式结构或透射式结构；采用反射式结构时，可采用同轴设计或离轴设计；采用透射式结构时，需对两种波长的光束进行消色差设计。

3.根据权利要求1所述的单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器，其特征在于：光路缩束以后，根据输入波长，采用分光镜光学薄膜镀制的方法，实现了两次光束分离；第一次分离采用了能量分光的方式，控制分束镜(1-4)的膜系参数，即控制两波长光束入射到分束镜(1-4)的反射率和透过率，使成像和聚焦光路分离；第二次分离发生在聚焦光路，采用了光谱分光的方式，使原本同轴、同路径传输的两波长光束经过光轴分离模块(1-5)以后，从不同的路径传输，实现光束的分离和偏转，并经聚焦模块(1-10)、第一耦合镜(1-9)、第二耦合镜(1-11)和第三耦合镜(1-13)，在探测器(1-14)靶面分别形成四路图像。

4.根据权利要求3所述的单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器，其特征在于：光轴分离模块(1-5)的作用是进行光谱分光和光轴分离；针对两种特定的输入波长，对光轴分离模块(1-5)内部的分光镜进行光学薄膜设计和镀制，使其按照需要的波长和能量比进行透射和反射，实现两路波长光束的分离；针对分离后的两路波长光束，根据需要，利用耦合镜进行角度偏转，以达到输出后的A波长光束、B波长光束或混合光束按需要的方向和需要的偏转角发生偏转的目的。