[实用新型]一种短波红外望远物镜

说明书

本实用新型公开了一种短波红外望远物镜，为同轴透射式光学系统，工作波段为760nm～3000nm，包括一块窗口玻璃以及八块球面透镜。沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片、第二负弯月透镜、第三正弯月透镜、第四正双凸透镜、孔径光阑、第五正双凸透镜、第六负弯月透镜、第七正弯月透镜、第八负弯月透镜、第九正双凸透镜。本实用新型适用红外波段宽为760nm～3000nm；视角大、球差与畸变小、像面照度均匀、像方远心；在‑40～60℃范围内，弥散斑远小于一个像元，成像质量接近衍射极限；加工与制造成本低；能量利用率高、集光本领强、热适应性好、装调检测容易。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种短波红外望远物镜，其适用于760nm～3000nm波段，适用温度-40～60℃，并具有像方远心性质；可应用于用于无损检测、工业多光谱成像分析、资源遥感、红外天文学、交通、医疗、公安等领域。

背景技术

近红外、短波红外相对于其他波长探测而言，既具有类似可见光反射式成像可分辨细节的能力，又具有不可见光探测能力，具有鲜明的不可替代的成像优势，可广泛应用于工业多光谱成像分析、资源遥感、红外天文学、交通、医疗、公安等领域。近红外成像波段为760nm~1000nm，短波红外成像波段为1000nm～2500nm。光学系统在红外波段可用的材料不多，尤其是对760nm～3000nm的宽波段，让成像质量在整个波段达到一个较高水平显得尤为困难。现有技术的近红外、短波红外镜头主要存在波段范围不够广，畸变、色差大等综合像质较差的情况，所以开发出一款适用于760nm～3000nm的高成像质量镜头极具意义。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种结构紧凑，成像质量高，热稳定性好，利于加工与装调，且工作于短波红外波段的宽波段消热差像方远心系统。

为了达到目的，本实用新型实用新型提供一种短波红外望远物镜，沿光线入射方向，依次为第一平面窗口片、第二负弯月透镜、第三正弯月透镜、第四正双凸透镜、孔径光阑、第五正双凸透镜、第六负弯月透镜、第七正弯月透镜、第八负弯月透镜、第九正双凸透镜；像方主光线平行于光轴并垂直入射到像面上；沿光线入射方向，所述各透镜的焦距依次对应、、、、，它们相对望远物镜焦距的归一化值分别对应为0、-3.0-2.0、2729、34、0.81.2、-3.0-2.0、0.81.2、-0.8-0.3、0.51。

进一步地，所述望远物镜为透射式光学系统，所述光学系统的结构为同轴结构；所述望远物镜全部透镜均为球面面型。

进一步地，所述望远物镜的透镜材质包括硫系玻璃、石英系列、氟化物中的任意三种。

进一步地，沿光线入射方向，各透镜的折射率依次对应为、、、、，对应的取值范围分别为、、2.0、、。

进一步地，所述望远物镜工作波段为760nm～3000nm、工作温度范围为-40℃~60℃。

进一步地，所述望远物镜的最大视场角为36.0°。

进一步地，所述望远物镜的最大相对孔径为F/3.0。

进一步地，所述望远物镜中透镜最大口径小于15.0mm，窗口玻璃最大口径小于20.0mm。

进一步地，所述望远物镜中透镜最大焦距为15mm。

进一步地，所述望远镜可适用于探测器分辨率640×512，像元大小15μm。

与现有技术相比，本实用新型优势在于：

1、本实用新型提供的望远物镜工作波段为760nm~3000nm，波段较宽，在全波段以及-40~60℃温度下，像质弥散斑半径小于4.8μm，畸变小于1%，MTF＞0.725@33.4lp/mm；

2、本实用新型利用无热化设计原理，通过使用硫系玻璃、石英系列、氟化物平衡热差，使得系统在-40~60℃内像质保持稳定；