[发明专利]一种折反射双波段无焦光学系统

说明书

本发明公开了一种折反射双波段无焦光学系统，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射。本发明的折反射双波段无焦光学系统，具有视场大、尺寸紧凑、覆盖中长波红外双波段的优点，尤其适用于大口径、长焦距但体积重量要求苛刻的机载环境。

技术领域

本发明涉及关学设计技术领域，尤其涉及一种折反射双波段无焦光学系统。

背景技术

近年来，大口径光学系统的应用越来越广泛，在对远距离目标进行探测时，具有高能量集中度与高分辨率的优势。并且随着目标特性越来越复杂，对目标的红外辐射探测也不局限于单一波段，更多的是需要中长波双波段进行融合，来提高目标的辐射特征，以便更好的实现复杂背景下对目标的探测与识别。大口径光学都采用反射式光学系统，与透射式光学系统相比，反射式光学系统具有焦距长、口径大、无色差成像质量高等很多优点。目前广泛应用的同轴反射式光学都是基于卡塞格林系统的，但是普遍存在视场小、遮拦比和长度矛盾不能很好地平衡、只限于一个波段等缺陷。

现有的双波段折反射光学系统，双波段共孔径都是由主次镜构成的卡塞格林系统，而分光是在主次镜系统的焦点后进行的。系统仅通过主次镜系统构成的共孔径光学，其实质是反射式光学，因此，无法实现大视场。而且在焦点后分光，系统长度很长，体积较大。此外，双波段也主要是在短波红外 (1μm～3μm)和中波红外，但无法将波段延伸至长波红外。

发明内容

本发明实施例提供一种折反射双波段无焦光学系统，用以实现大口径、大视场、中长波红外双波段的性能。

本发明实施例提供一种折反射双波段无焦光学系统，按照光线传播方向，包括依次同轴设置的主镜、次镜和双波段透镜组，其中：

所述主镜，用于接收入射光并反射至所述次镜；

所述次镜，用于将主镜反射出的光光线反射至所述双波段透镜组；

所述双波段透镜组，用于将次镜反射出的光线折射后出射。

可选的，所述主镜为凹面镜，所述次镜为凸面镜；

其中，所述主镜的面形为预设值，所述次镜的面形为轴对称高次非球面。

可选的，主镜和次镜的组合焦距与所述折反射双波段无焦光学系统的系统倍率的积在预设范围内。

可选的，所述双波段透镜组为正屈光度透镜组，所述双波段透镜组包括三片连续设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜。

可选的，所述第一透镜为凹面朝向次镜的负透镜；

所述第二透镜为双面凸的正透镜；

所述第三透镜为凹面朝向次镜的正透镜；

所述折反射双波段无焦光学系统的一次像面的焦点在所述次镜与第一透镜之间。

可选的，所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜分别采用不同的材料制成。

可选的，所述折反射双波段无焦光学系统的总长小于等于150mm，系统遮拦比0.2≤α≤0.5，系统倍率满足1/6≤r≤1，系统F数满足1.4≤F≤4，系统的视场角3°≤θ≤4°；

所述主镜口径D满足，200mm≤D≤500mm。

可选的，所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜的面形均为高次非球面。

可选的，所述折反射双波段无焦光学系统的系统波段满足，中波3μm～5μm，长波7.7μm～10.3μm。