[发明专利]一种四片式调焦中波红外光学系统

摘要

本发明公开了一种四片式调焦中波红外光学系统，包括：球面锗透镜（1）、非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）和非球面硒化锌透镜（4），还包括：制冷探测器（5）。球面锗透镜（1）、非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）和非球面硒化锌透镜（4）从前到后依次排列。工作时，入射光束首先照射至球面锗透镜（1），再依次经非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）、非球面硒化锌透镜（4）折射，最后进入制冷探测器（5），将位于光学系统前0.5米至无穷远距离的目标清晰成像在制冷探测器（5）的焦平面上。本发明采用四片透镜实现从0.5米到无穷远物距清晰成像，而且可以同时实现高灵敏度探测，整个光学系统轻小型化，具有长后工作距的特点。

主权项

1.一种四片式调焦中波红外光学系统，包括：球面锗透镜（1）、非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）和非球面硒化锌透镜（4），其特征在于还包括：制冷探测器（5）；四片式调焦中波红外光学系统中四片透镜的安放顺序为：按照光线入射的方向，从前到后依次为球面锗透镜（1）、非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）和非球面硒化锌透镜（4），且四者的光轴在同一水平线上；制冷探测器冷光阑位于非球面硒化锌透镜（4）后，非球面硒化锌透镜（4）后表面至制冷探测器（5）窗口前表面距离称为后工作距，且后工作距大于14mm，制冷探测器（5）的冷屏开口作为四片式调焦中波红外光学系统的孔径光阑；在调焦过程中，四片式调焦中波红外光学系统总长度不变，非球面锗透镜（2）和球面硅透镜（3）作为调焦镜组整体同时移动，即调焦过程中球面锗透镜（1）和非球面硒化锌透镜（4）固定不动，非球面锗透镜（2）和球面硅透镜（3）组成的整体在球面锗透镜（1）和非球面硒化锌透镜（4）之间的间隔中整体移动；四片式调焦中波红外光学系统工作时，物距为0.5米到无穷远，入射光束首先照射至球面锗透镜（1），经球面锗透镜（1）折射后再依次经非球面锗透镜（2）、球面硅透镜（3）、非球面硒化锌透镜（4）折射，最后进入制冷探测器（5）；当物距变化时，作为调焦镜组的非球面锗透镜（2）和球面硅透镜（3）整体同时移动，而球面锗透镜（1）、非球面硒化锌透镜（4）和制冷探测器（5）位置固定不变，此时将位于光学系统前0.5米至无穷远距离的目标清晰成像在制冷探测器（5）的焦平面上；同时由于后工作距大于14mm，在非球面硒化锌透镜（4）与制冷探测器（5）之间插入滤光片使得光学系统具备光谱分析功能；四片式调焦中波红外光学系统焦距为30mm，工作焦距与通光口径之比F/#为2，工作波段为2.8μm‑5μm，工作视场为23°×23°，调焦的工作物距为0.5米至无穷远。