双波段红外望远镜光学系统
专利汇可以提供双波段红外望远镜光学系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种双波段 红外望远镜 光学系统，工作波段为1～3微米和3～5微米。它由一个主反射镜、一个次反射镜、一个消色差校正透镜组和两个波段的滤光片组成。主反射镜是凹双曲面，次反射镜是凸双曲面，消色差校正透镜组由三片球面透镜组成。两个波段均有良好的像质。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。，下面是双波段红外望远镜光学系统专利的具体信息内容。
1.一种双波段红外望远镜光学系统，包括主反射镜、次反射镜，消 色差校正透镜组和滤光片，其特征在于：
a)所说的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。
b)所说的主反射镜(1)是凹双曲面，中心开孔，所说的次反射镜(2)是 凸双曲面；
c)所说的消色差校正透镜组(3)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IR G 100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；
d)所说的两个波段的滤光片(4)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；
e)所说的两个波段的滤光片(4)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。
2.如权利要求1所述的双波段红外望远镜光学系统，其特征在于：
所说的主反射镜(1)R1面的顶点曲率半径为-825.66毫米，非球面系数 e2＝1.58；次反射镜(2)R2面的顶点曲率半径为-874.16毫米，非球面系数 e2＝25.2；主反射镜(1)与次反射镜(2)之间间隔为-220.5毫米，材料为空 气；第一片校正透镜(301)的R3面的曲率半径为-150.00毫米，R4面的曲率 半径为237.75毫米，中心厚度为5.0毫米，材料为IR G 100红外玻璃；次反 射镜(2)与第一片校正透镜(301)之间间隔为242.0毫米，材料为空气；第二 片校正透镜(302)的R5面的曲率半径为444.20毫米，R6面的曲率半径为 -444.20毫米，中心厚度为14.0毫米，材料为硅；第一片校正透镜(301)与 第二片校正透镜(302)之间间隔为1.6毫米，材料为空气；第三片校正透镜 (303)的R7面的曲率半径为186.64毫米，R8面的曲率半径为-393.59毫米， 中心厚度为7.0毫米，材料为硒化锌；第二片校正透镜(302)与第三片校正 透镜(303)之间间隔为0.3毫米，材料为空气；滤光片(4)的R9和R10面都是 平面，1～3微米波段滤光片厚度为2.50毫米，3～5微米波段滤光片厚度为 2.44毫米，材料为硅；第三片校正透镜(303)与滤光片(4)之间间隔为7.0毫 米，材料为空气。
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。
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
e为二次曲面的偏心率，e2即非球面系数。
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