[发明专利]具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法

说明书

本发明涉及一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法，包括镜筒以及设在镜筒内的光学系统，光学系统包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C，前镜组A包含正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5；后镜组B包含负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3；切换镜组C包含双凹透镜C1和双凸透镜C2。该镜头采用透射式摄远结构，具有1.1米长的焦距，光学总长小于370mm，有效减小了镜头体积。镜头对630‑1080nm宽光谱消色差，同时采用高精度切换机构进行镜组切换以补偿不同入射状态激光束的像面偏移，实现了会聚入射的632nm激光及平行入射的1060nm激光的共焦面成像。

技术领域：

本发明涉及一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法。

背景技术：

对于相同大小的像元尺寸，为了获得高的角分辨率，要求光学系统具有较长的焦距；另外对应用于人眼不可见波段的镜头，往往需要利用可见光来进行光路调试，因此对光学系统需要提出宽光谱消色差要求。对于这种长焦距宽光谱消色差要求的镜头，较常用的是采用折反射式光学结构，其主反射式部分承担较大的光焦度且不产生色差，光学系统色差校正较容易，并且系统长度可以做的比较短。但反射式系统同时有加工难度大、装调复杂、存在中心遮拦等缺陷，对于光束口径较小的激光光源，反射式系统明显不适用。透射式系统加工和装调工艺成熟，不存在中心遮拦，但二级光谱等轴上色差校正较困难，而且对长焦距系统将长度做短比较困难。

发明内容：

本发明的目的在于针对以上不足之处，提供一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有超长焦距的宽光谱消色差激光探测镜头，包括镜筒以及设置在镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向自左向右依次设置的前镜组A、后镜组B以及切换镜组C，所述前镜组A包含自左向右依次设置正月牙透镜A1、负月牙透镜A2、正月牙透镜A3、负月牙透镜A4以及正月牙透镜A5；所述后镜组B包含自左向右依次设置的负月牙透镜B1、正月牙透镜B2以及平凹透镜B3；所述切换镜组C包含自左向右依次设置的双凹透镜C1和双凸透镜C2。

进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A与后镜组B之间的空气间隔为122.87mm，所述后镜组B与切换镜组C之间的空气间隔为15.00mm。

进一步的，沿光线入射方向，所述前镜组A中，正月牙透镜A1与负月牙透镜A2之间的空气间隔为0.20mm，负月牙透镜A2与正月牙透镜A3之间的空气间隔为0.88mm，正月牙透镜A3与负月牙透镜A4之间的空气间隔为5.19mm，负月牙透镜A4与正月牙透镜A5之间的空气间隔为2.52mm；所述后镜组B中，负月牙透镜B1与正月牙透镜B2之间的空气间隔为0.19mm，正月牙透镜B2与平凹透镜B3之间的空气间隔为25.72mm；所述切换镜组C中，双凹透镜C1和双凸透镜C2之间的空气间隔为3.68mm。

进一步的，所述正月牙透镜A3采用超低色散材料H-FK61。

进一步的，所述镜筒包括一体铸造成型的底板、主镜筒以及连接镜筒，所述主镜筒和连接镜筒分别位于底板的左、右两端上部，主镜筒的左端内部固联有用以安装前镜组A的前组镜筒，主镜筒的右端固联有用以安装后镜组B的中间镜筒，所述中间镜筒与连接镜筒之间设有用以补偿不同入射状态激光束的像面偏移的切换机构，所述切换机构具有两路切换光路，一路为无镜片通光孔，另一路安装有切换镜组C；所述连接镜筒的右端连接有CCD组件。