[实用新型]一种光学系统及雷达

说明书

本实用新型提供一种光学系统及雷达，所述光学系统包括：弧形共焦式椭球凹面反射镜和光学处理设备，由于弧形共焦式椭球凹面反射镜包括内凹反射面，且具备多个第一焦点和一个第二焦点，而每个第一焦点和第二焦点都对应所述弧形共焦式椭球凹面反射镜沿轴线所剖的平面上的椭圆线对应的椭圆的两个焦点，多个椭圆线绕所述轴线旋转形成所述内凹反射面，相当于多个椭球凹面反射镜共用一个公共焦点，而多个第一焦点形成圆弧形或圆环形，因此，等效光源设置在第一焦点处，其出射的光被反射后均能够会聚至第二焦点，也即会聚于公共焦点处的一个点，实现了通过简单的光学系统将圆弧形光源发出的光会聚于一点，进行后续光线耦合或其他光学处理的目的。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学系统及雷达。

背景技术

工程中经常使用到环形光源，如机械旋转式激光雷达对应的光源，如图1所示，OO′为激光雷达的旋转轴，F₁₁为所有光线的等效发射点，由于激光雷达是成360°旋转，从而造成激光雷达所发射的激光在水平方向呈圆环形分布，或呈其他角度旋转，则在水平方向呈圆弧形分布。并且激光出光点偏离旋转轴一定的距离L，该距离即圆环形或圆弧形的半径。

然而实际中，需要对上述光源发出的光进行耦合分析或其他光学处理，但是通过传统的凹面镜或简单的光学系统无法将圆弧形光源发出的光会聚于一点，使得光束无法进行耦合或其他光学处理。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种光学系统及雷达，以解决现有技术中无法将弧形光源发出的光会聚于一点，导致的无法对弧形光源进行耦合或其他光学处理的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光学系统，包括：

弧形共焦式椭球凹面反射镜和光学处理设备；

所述弧形共焦式椭球凹面反射镜包括内凹反射面，且具有第一焦点和第二焦点，所述第一焦点为多个，分布于所述内凹反射面内侧的多个方位上，且形成圆弧形或圆环形；所述第二焦点为一个，位于轴线上，所述轴线为垂直于所述圆弧形或圆环形所在平面且经过所述圆弧形或圆环形圆心的轴线；其中，所述内凹反射面用于将位于所述圆弧形或圆环形的多个方位上的等效光源发出的光反射后会聚至所述第二焦点；

所述光学处理设备的光接收端用于接收会聚至所述第二焦点上的光，并进行光学处理。

优选地，所述等效光源由沿所述圆弧形或圆环形运动的光源形成，所述弧形共焦式椭球凹面反射镜上还设置有校准口，所述光学系统还包括光电探测器；

所述光电探测器正对所述校准口，用于接收所述等效光源经过所述校准口出射的光。

优选地，所述弧形共焦式椭球凹面反射镜还包括：

与所述内凹反射面相对的非反射面；

所述内凹反射面与所述轴线所在的任一平面的交线为椭圆的一部分，所述椭圆的一个焦点为所述任一平面内的一个第一焦点，所述椭圆的另一个焦点为所述第二焦点。

优选地，所述弧形共焦式椭球凹面反射镜为圆形共焦式椭球凹面反射镜。

优选地，所述光学处理设备包括：会聚透镜组和光纤；

其中，所述会聚透镜组的光轴与所述轴线位于同一条直线，且所述光纤位于所述会聚透镜组背离所述第二焦点的一侧，会聚于所述第二焦点的光束通过所述会聚透镜组耦合至所述光纤的入射端面。

优选地，所述会聚透镜组包括第一平凸透镜和第二平凸透镜；

所述第一平凸透镜平面与所述第二平凸透镜的平面相对设置；

且所述会聚透镜组的物方焦点与所述第二焦点重合，所述会聚透镜组的像方焦点与所述光纤的入射端面重合。