[发明专利]双波段红外望远镜光学系统

说明书

本发明涉及光学元件、系统或仪器，特别是1～3微米和3～5微米双波段红外望远镜光学系统。

对于经典的卡塞格伦(Cassegrain)或里奇-克雷季昂(Ritchey-Chretien)双反射镜望远镜系统来说，当相对孔径增大，比如相对孔径大于1∶2时，或者视场增大，比如视场大于1.5°时，其像质都将迅速恶化。此外，当通光口径大于200毫米时，像质也会变坏。具体参见《红外光学系统设计》，赵秀丽编著，第259～295页，机械工业出版社1986年出版。

本发明的目的是提供一种在大孔径、大视场的情况下仍能得到良好像质的1～3微米和3～5微米双波段红外望远镜光学系统。

为叙述方便，先对本发明的附图说明如下：

图1是本发明双波段红外望远镜光学系统的结构示意图。图中示出了主反射镜1、次反射镜2、消色差校正透镜组3和滤光片4。

图2是本发明消色差校正透镜组的示意图。图中示出了第一片校正透镜301、第二片校正透镜302、第三片校正透镜303和滤光片4。

本发明的目的是这样来达到的：双波段红外望远镜光学系统从物方至象方按顺序由一个次反射镜2、一个主反射镜1、一个消色差校正透镜组3和两个波段的滤光片4组成。来自物方的光束射向主反射镜1，经其反射至次反射镜2，再由次反射镜2反射向象方，依次透过消色差校正透镜组3和滤光片4，在象方成象。主反射镜是凹双曲面，中心开孔，次反射镜是凸双曲面。消色差校正透镜组用来校正光束经过主反射镜和次反射镜后的残留单色像差，同时担负一定的光焦度。消色差校正透镜组本身是消色差的。消色差校正透镜组由三片球面透镜组成，采用三种不同的材料，第一片校正透镜301为IRG100红外玻璃，第二片校正透镜302为硅，第三片校正透镜303为硒化锌。第一片校正透镜301为负光焦度，第二片校正透镜302和第三片校正透镜303为正光焦度。两个波段的滤光片分别透过1～3微米和3～5微米的红外辐射，形状为扇形，安装在一个圆形的滤光片盘上，由电机驱动，交替进入光路中。两个波段的滤光片用同一种材料硅做基片，有一个厚度差，用来校正1～3微米和3～5微米两个波段像面的位移。两个滤光片的厚度差Δd由下式计算：

      Δd＝ΔL·n/(n-1)

式中，△L为1～3微米和3～5微米两个波段最佳像面之间的距离，n为滤光片所用材料硅的折射率。

本发明有如下有益效果：望远镜通光口径为Φ300毫米，相对孔径为1∶1.5，视场为2°，后工作距大于60毫米，像质接近衍射限。

本发明发明人推荐如表1所示的实施例。

                         表1

其中，非球面面型方程由下式表示：

z＝f(x，y)

 ＝cr²/{1+[1-(1-e²)c²r²]^1/2}式中，

r²＝x²+y²

c为顶点曲率，即为顶点曲率半径R的倒数。

e为二次曲面的偏心率，e²即非球面系数。