一种多波段共孔径无焦光学系统的制作方法

本申请涉及应用光学，尤其涉及一种多波段共孔径无焦光学系统。

背景技术：

1、随着机载光电探测技术的发展，对光学系统的需求体现为长焦距、多波段、大口径，小包络，光学无焦望远光路的工作形式直接影响了光电系统整体布局和系统性能。多波段的望远光路采用共孔径方式，可以有效减小系统的尺寸。目前常见的共孔径无焦望远光路有透射式、反射式、折反式。透射式系统受限于透镜材料，口径很难大于210mm，且多波段色差难以校正；反射式系统存在尺寸大、装调难度大等缺点。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种多波段共孔径无焦光学系统，采用折反式光学结构，具有放大倍率大、响应波段宽、大口径、可行性高的优点。

2、本申请实施例提供一种多波段共孔径无焦光学系统，包括：

3、主镜10，具有中心孔洞；

4、次镜20，与所述主镜10同轴；

5、分光镜34，设置在所述主镜10与所述次镜20之间，且与所述主镜10同轴，所述分光镜34用以反射中长波红外波段，透射激光波段；

6、共孔径透镜，至少一个，设置于所述次镜20和所述分光镜34之间，且与所述次镜20、所述分光镜34间隔排布；

7、激光准直镜，至少一个，设置于所述分光镜34透射方向，且穿过所述主镜10中心孔洞；

8、红外准直镜，至少一个，设置于所述分光镜34反射方向。

9、可选的，所述主镜10口径满足：210mm≤d1≤240mm，所述主镜10中心孔洞口径d2满足0.22≤d2/d1≤0.3，所述次镜20口径d3满足：d1/5≤d3≤d2；

10、所述主镜10为凹面朝向所述次镜20的抛物面，所述主镜10为铝件或碳化硅；

11、所述次镜20为凸面朝向所述主镜10的高次非球面，所述次镜20为铝件或碳化硅；

12、所述主镜10与所述次镜20的组合焦距f满足500mm≤f≤530mm。

13、可选的，所述分光镜34靠近所述次镜20的表面镀有分光膜，用以反射3.6μm～5μm和7.5μm～12μm波段，透射1.064μm～1.57μm波段；

14、所述分光镜20的材料为k9玻璃；

15、所述分光镜20的分光面与所述次镜20表面的间距l2，所述主镜10表面与所述次镜20表面的间距l1满足：0.67≤l2/l1≤0.8。

16、可选的，所述共孔径透镜包括：与所述主镜10、所述次镜20同轴放置的第一共孔径透镜31、第二共孔径透镜32和第三共孔径透镜33；其中，

17、所述第一共孔径透镜31、第二共孔径透镜32、第三共孔径透镜33均为凸面朝向所述主镜10的弯月型透镜，所述第一共孔径透镜31、第三共孔径透镜33材料均为硒化锌，所述第二共孔径透镜32材料为硫化锌；

18、所述第一共孔径透镜31、第三共孔径透镜33的凹面均为非球面，所述第一共孔径透镜31的凹面顶点距离所述次镜20表面顶点的距离l3满足：0.35≤l3/l1≤0.5。

19、可选的，所述激光准直镜包括与所述主镜10偏心放置的第一激光准直镜41、第二激光准直镜42、第三激光准直镜43；其中，

20、所述第一激光准直镜41、第三激光准直镜43均为凸面朝向次镜的弯月型透镜，所述第二激光准直镜42为双凸型透镜；

21、所述第一激光准直镜41材料为硒化锌，所述第二激光准直镜42材料为k9玻璃，所述第三激光准直镜43材料为k9玻璃或石英玻璃；

22、所述第三激光准直镜43的后表面到所述次镜20表面的距离l4满足：l4≤l1+d1，其中d1为主镜的镜片中心厚度。

23、可选的，所述红外准直镜包括单片红外准直镜61，所述红外准直镜61其形状为凸面朝向所述分光镜34的弯月型，材料为锗单晶，所述红外准直镜61的凹面为非球面；

24、其中所述红外准直镜61的前表面到所述分光镜34间距l5满足：l5＞d1/2；

25、所述光学系统在各光学波段的放大倍率满足：6≤β1≤7，6≤β2＝β3≤7，其中，β1为所述光学系统在1.064μm～1.57μm波段的光学放大倍率，β2为所述光学系统在3.6μm～5μm波段的光学放大倍率，β3为所述光学系统在7.5μm～12μm波段的光学放大倍率。

26、可选的，所述光学系统在1.064μm～1.57μm波段望远光路的出瞳与第三激光准直镜后表面距离p1满足：3mm≤p1≤10mm；

27、所述光学系统在3.6μm～5μm波段、7.5μm～12μm波段的望远光路的出瞳与红外准直镜后表面的距离p2、p3满足：1mm≤p2＝p3≤5mm。

28、可选的，所述光学系统激光光路的物方全视场角ω1满足：0.2°≤ω1≤0.4°，中波光路的物方全视场角ω2满足：2°≤ω2≤3°，长波光路的物方全视场角ω3满足：2°≤ω3≤3°。

29、本申请实施例的多波段共孔径无焦光学系统，采用折反式光学结构，具有长焦距、响应波段宽、大口径、可行性高的优点。

30、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述主镜(10)口径满足：210mm≤d1≤240mm，所述主镜(10)中心孔洞口径d2满足0.22≤d2/d1≤0.3，所述次镜(20)口径d3满足：d1/5≤d3≤d2；

3.如权利要求1所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述分光镜(34)靠近所述次镜(20)的表面镀有分光膜，用以反射3.6μm～5μm和7.5μm～12μm波段，透射1.064μm～1.57μm波段；

4.如权利要求1所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述共孔径透镜包括：与所述主镜(10)、所述次镜(20)同轴放置的第一共孔径透镜(31)、第二共孔径透镜(32)和第三共孔径透镜(33)；其中，

5.如权利要求4所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述激光准直镜包括与所述主镜(10)偏心放置的第一激光准直镜(41)、第二激光准直镜(42)、第三激光准直镜(43)；其中，

6.如权利要求5所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述红外准直镜包括单片红外准直镜(61)，所述红外准直镜(61)其形状为凸面朝向所述分光镜(34)的弯月型，材料为锗单晶，所述红外准直镜(61)的凹面为非球面；

7.如权利要求5所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述光学系统在1.064μm～1.57μm波段望远光路的出瞳与第三激光准直镜后表面距离p1满足：3mm≤p1≤10mm；

8.如权利要求6所述的多波段共孔径无焦光学系统，其特征在于，所述光学系统激光光路的物方全视场角ω1满足：0.2°≤ω1≤0.4°，中波光路的物方全视场角ω2满足：2°≤ω2≤3°，长波光路的物方全视场角ω3满足：2°≤ω3≤3°。

技术总结本申请公开了一种多波段共孔径无焦光学系统，包括：主镜，具有中心孔洞；次镜，与所述主镜同轴；分光镜，设置在所述主镜与所述次镜之间，且与所述主镜同轴，所述分光镜用以反射中长波红外波段，透射激光波段；共孔径透镜，至少一个，设置于所述次镜和所述分光镜之间，且与所述次镜、所述分光镜间隔排布；激光准直镜，至少一个，设置于所述分光镜透射方向，且穿过所述主镜中心孔洞；红外准直镜，至少一个，设置于所述分光镜反射方向。本申请的光学系统采用折反式光学结构，具有放大倍率大、响应波段宽、大口径、可行性高的优点。技术研发人员：栗洋洋,杨加强,孔祥悦,杨百剑,彭晴晴受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十一研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/11