[发明专利]一种双通道多波段显微成像光学镜头

说明书

技术领域

本发明属于光机电一体化设备领域，尤其是涉及一种双通道多波段显微成像 光学镜头。

背景技术

高压物态方程是研究物质在高温高压条件下热力学性质的基础，对于激光约束 核聚变等高能量密度物理研究有着重要意义。实验室实现材料高温高压状态的一般 手段是对材料加载冲击波，通过测量材料的辐射光谱实现对材料冲击波温度的诊 断。因此辐射成像装置对于诊断材料冲击温度分布有着至关重要的意义。

描述热力学系统的状态参量一般有四类：几何参量(如体积)、力学参量(如 压强)、化学参量(如浓度)和电磁参量(如电场强度和磁场强度)。温度是描述热 力学系统的最基本的热力学参量之一，但不属于上述任一组参量，温度不是一个独 立的参量，而是以上四类参量的函数，每个状态参量都与温度保持一定的联系，物 态方程便是用来描述这种联系的。当系统中某一状态产量或者温度发生变化时，系 统将会由一个热力学平衡状态转化到另一个热力学平衡状态。一般描述系统体积 V、压强P和温度T三者之间关系的物态方程可以表示为：

f(P,T,V)＝0

对材料加载冲击波是实验室中让材料处于高能量高密度状态的一种有效手段。 对于冲击波的速度、压强等动力学参量的测量方法在以往的冲击波加载实验中已经 发展的较为成熟，但对于冲击温度的测量，由于温度本身的复杂性和对测量仪器的 较高要求，进展较慢。等离子体的温度诊断有主动和被动两类，主动诊断是从外部 对等离子体射入电磁波或粒子束后测量其响应；被动诊断则是通过等离子体辐射的 电磁波测量其温度，也被称为发射光谱诊断法。后者作为一种无干扰式的温度诊断 方法被广泛应用于材料冲击温度的诊断实验。成像光谱技术是一种将成像技术与光 谱技术结合起来的诊断技术，对于冲击波温度的空间分布诊断有重要意义，光谱成 像光学系统包括前置光学系统和光谱仪，本发明是以光谱成像光学系统在冲击波温 度空间二维分辨诊断的应用为背景设计的。

显微镜是观测物体内部细微结构的重要的光学仪器，广泛应用于生物工程、医 疗诊断、微细加工以及工业检测等各个领域，为人类探测微观世界起到不可或缺的 作用。根据辐射测温的测量需求显微成像光路的设计可实现探测材料冲击温度分布 的功能，而显微物镜是显微镜系统中重要的组成部分，对显微镜系统的成像能力起 到决定性作用。

在多波段显微成像使用中提出一系列显微镜，如专利申请CN104655283A公 开一种通过红外光、可见光双波段光路设计，将红外光、可见光图像进行融合处理， 实现显微测温功能，共光路系统设计只有一个接收端口。专利CN101251643B公 开一种具有角分辨率的长焦距反射式显微望远镜，具有双通道仅用在目镜观测中并 没有实现不同放大倍率切换及接收，同时工作通道只有低倍率的前端光路系统。专 利申请CN1621885公开一种多光路光学显微镜，其特征是显微镜含有多个成像光 路单位，后端接收不具备不同放大倍率切换和同时工作功能。

传统显微镜镜头的光学结构采用折射或反射结构方式仅用于单一光路通道的 成像中，折射式结构成像谱段较窄，而对于实验室中多种探测器多光谱采集需求难 以满足，而实现两种放大倍率可切换或同时工作的显微镜头尚未有报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构紧凑、 装调简单、模块化设计的双通道多波段显微成像光学镜头。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双通道多波段显微成像光学镜头，包括前端两镜组件、切换机构和后端透 镜组件，所述前端两镜组件与后端透镜组件垂直设置，所述切换机构设置于前端两 镜组件和后端透镜组件之间，所述前端两镜组件单独形成第一光学通道或与切换机 构组合形成第一光学通道，所述前端两镜组件、切换机构和后端透镜组件形成第二 光学通道，通过所述切换机构的移动实现第一光学通道或第二光学通道单独工作或 两路光学通道同时工作的切换。

所述前端两镜组件包括依次设置的第一窗口、次镜、主反射镜、补偿镜和第二 窗口，其中，第一窗口和第二窗口均为平板玻璃，主反射镜为凹面反射镜，次镜为 凸面反射镜，补偿镜为弯月透镜。