[实用新型]一种大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非制冷成像系统，更具体的说，尤其涉及一种大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统。

背景技术

由于受制于目前的非制冷红外焦平面探测器技术水平，温度灵敏度不能像制冷型红外探测器那样小，这里指出，目前非制冷型焦平面探测器的灵敏度一般在40mk-120mk之间,大多数为50mk-80mk，而制冷型焦平面探测器要小于20mk。同时目前非制冷红外探测器主要是进口，国产非制冷探测器研制处于起步阶段，同国外产品有较大差距，然而可以进口到我国的非制冷红外探测器性能却与美国、法国等制造该产品的国家国内使用的探测器有差别，这里除了温度灵敏度(NETD)外，还有盲元率，探测器均匀性等方面的差异。因此国内用于非制冷红外热像仪系统的红外镜头为了增加进光量，一般F数比较小。一般在1.2以下，有的甚至会达到0.8、0.7。然而目前用于长波红外的材料比较有限，使用成熟的材料，一般是锗单晶和硒化锌，硒化锌可以合成大的面型，但是本身材料昂贵，并且具有优异光学性能的硒化锌主要是进口，而国外对此又有所管制；我们国内拥有大量的锗矿，锗只是相对硒化锌要便宜一些，且光学性能要好于硒化锌，但是锗单晶的生长工艺目前直径最大只有350㎜左右，这也就决定了我们能得到的非制冷系统焦距大约在400㎜左右，这样大小的焦距，在可见光系统、制冷红外系统、天文望远镜系统都显得很小，不能够看的更远。如何做一个更大焦距的非制冷红外系统是现在的难题。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，其特别之处在于：包括沿光轴由外至内依次设置的次反射镜、主反射镜、透镜组和非制冷红外探测器，主反射镜的中央开设有圆形通孔；主反射镜将场景内的入射光线反射至次反射镜上，经次反射镜反射的光线穿过通孔后进入透镜组，透镜组对光线折射后使其聚焦在非制冷红外探测器上，以实现长焦距非制冷红外成像。

由外界场景进入的光线首先经主反射镜向前反射，然后再由次反射镜向后反射，这样就形成了“折返式”光路，有利于形成大焦距的成像系统；经次反射镜反射的光线穿过通孔再经过透镜组的折射，最终照射到非制冷红外探测器上，实现长焦距、大口径、高分辨率的红外成像。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，所述主反射镜和次反射镜均为具有正屈光度的反射式光学元件，主反射镜朝向次反射镜的曲面为反射面，次反射镜朝向主反射镜的曲面为反射面，主反射镜和次反射镜的反射面均为非球面。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，所述红外非制冷成像系统的光阑设置于主反射镜上，次反射镜与主反射镜的直径之比小于1/3，遮拦比小于1/9。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，所述主反射镜和次反射镜均由光学铝材料制成，透镜组的材料为锗。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，所述透镜组由第一透镜、第二透镜和第三透镜组成，第三透镜朝向非制冷红外探测器一侧的曲面为非球面。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，定义主反射镜和次反射镜的反射面分别为S1、S2，第一透镜、第二透镜和第三透镜背向非制冷红外探测器的曲面分别为S3、S5和S7，朝向非制冷红外探测器的曲面分别为S4、S6和S8，非制冷红外探测器的成像面为S9；曲面S1至S8的曲率半径分别为-1028.94mm、-550.35mm、192.5mm、300.88mm、268.58mm、168.38mm、100.56mm、80.34mm，S1至S9中相邻两曲面的间距分别为-428.787mm、450.455mm、13、14.37mm、11mm、17.545mm、15mm、36.433mm。

本实用新型的大口径长焦距折返式红外非制冷成像系统，所述主反射镜、次反射镜和第三透镜上的非球面S1、S2和S8通过公式(1)进行确定：