[发明专利]一种可见光与中波红外共口径复合光学系统

说明书

本发明公开了一种可见光与中波红外共口径复合光学系统，包括，共用透射系统(100)、分光棱镜组(200)、可见光路校正系统(300)以及红外光路校正系统(400)四部分；覆盖可见、中波红外两个波段，可分别工作于白天和夜间，实现大视场全天时成像。相对于传统分体式结构，该系统具有结构紧凑、共轴一致性好，指向精度高、体积重量小的优点；相对于新型共口径折反式结构，该系统具有视场大、装调简便的优点。该系统可以实现对目标区域的广域全天时监视，有效提升光电侦察装备的性能。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种可见光与中波红外共口径复合光学系统。

背景技术

当前灵巧型机载吊舱以其灵活便捷的优点在航空领域倍受关注。通过调研国内外机载吊舱研究现状，可以看出灵巧型航空机载吊舱的发展势头强劲，不断追求宽覆盖、远距离以及全天候成像。同时，体积和重量的减小意味着飞行速度和距离的增加，因此在满足成像质量的前提下，体积小、结构紧凑的光学系统也成为研究的热点。

目前，我国自行研制的灵巧型机载吊舱成像波段单一、侦察成像覆盖范围窄。若要实现广域全天时工作，多波段复合型的机载吊舱光机系统对光学系统也将提出较高要求，则系统必为多波段、大视场，同时，为了实现全天时成像的目的，至少应包括可见、红外两个波段。在应用中，为了提高机载吊舱的可靠性，通常需要尽量减少设备部件，满足空间体积小、重量轻和功耗小的要求，因此需要进行共口径集成化设计。经调研，目前大多数双波段共口径光学系统采用了折反式结构型式，优点是有利于可见光与红外波段的集成，但缺点在于系统视场小，装调难度大。例如《应用光学》2010年第4期报道了蔡占恩等人设计了一种大视场大相对口径双波段R-C光学系统，采用折反式结构，系统能工作在可见光和长波红外波段，但系统视场仅±2.5°，难以满足广域侦察需求，同时由于采用折反式结构，系统装调难度较大，可靠性不高。

发明内容

为了解决灵巧型机载吊舱体积、装调难度、成像波段、视场以及像质方面的矛盾，本发明提出了一种可见光与中波红外共口径复合光学系统，可以实现大视场及全天时可见光与中波红外成像，同时兼顾系统小型化、轻量化及装调简便的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可见光与中波红外共口径复合光学系统，包括，共用透射系统(100)、分光棱镜组(200)、可见光路校正系统(300)以及红外光路校正系统(400)四部分；

所述共用透射系统(100)同时透射可见光与中波红外波段光线；

所述分光棱镜组(200)将所述共用透射系统(100)透射后可见光与中波红外波段光线分离，将可见光波段光线透射到所述可见光路校正系统(300)，将中波红外波段光线透射到所述红外光路校正系统(400)；

所述可见光路校正系统(300)对透射的可见光波段光线进行透射和校正；

所述红外光路校正系统(400)对透射的中波红外波段光线进行透射和校正。

进一步地，所述共用透射系统(100)沿光路方向由透射镜片1(110)和透射镜片2(120)组成，两透镜均为负光焦度透镜，透镜材料均为宽波段ZnS；

所述透射镜片1(110)后表面为标准二次曲面或高次非球面；

所述透射镜片2(120)前表面为标准二次曲面或高次非球面，后表面为标准二次曲面或高次非球面。

进一步地，所述分光棱镜组(200)为立方棱镜组，由两块直角尖劈型棱镜组成；所述两块直角尖劈型棱镜的斜面胶合，中间接触的斜面镀有分光膜，所述分光膜透射可见光波段光线，反射中波红外波段光线；所述直角尖劈型棱镜材料均为宽波段ZnS。

进一步地，所述可见光路校正系统(300)沿光路透射方向由可见光校正透镜组(310)和可见光探测器(320)组成；