一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统
专利汇可以提供一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，在光线传播方向上设置于焦平面的前方，由同轴并列设置的主反射镜、次反射镜、第一正月牙形透镜、第二正月牙形透镜、折/衍混合透镜、活动透镜和第二负月牙形透镜组成。本 发明 采用卡式系统通过光线的多次反射来增长光程，进而实现光学系统的长焦化。其F #：1；焦距：500mm；中心遮拦：≤0.3；光学总长与焦距比：≤0.64。通过二次成像，能够有效抑制杂散光对系统成像 质量 的影响。利用衍射元件具有负色散、负 热膨胀 系数的特点，通过折/衍混合元件光焦度的合理分配，降低了红外光学系统由于 温度 变化所引起的离焦量，同时与机械主动无热化相结合，实现系统在‑40℃至+60℃温度范围内的像面离焦补偿。，下面是一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统专利的具体信息内容。
1.一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，在光线传播方向上设置于焦平面（8）的前方，由同轴设置的卡式系统和二次成像系统组成，所述卡式系统包括并列设置的主反射镜（1）和次反射镜（2），光线依次经过主反射镜（1）和次反射镜（2）的反射之后会聚到一次成像点上，所述二次成像系统将一次成像点成像在焦平面（8）上，其特征在于：所述一次成像点位于主反射镜（1）与次反射镜（2）之间；在光线传播方向上，所述二次成像系统由前后同轴设置的第一正月牙形透镜（3）、第二正月牙形透镜（4）、折/衍混合透镜（5）、活动透镜（6）和负月牙形透镜（7）组成。
2.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：第一正月牙形透镜（3）和第二正月牙形透镜（4）均弯向物方，活动透镜（6）和负月牙形透镜（7）均弯向像方。
3.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述折/衍混合透镜（5）包括负月牙形的透镜本体，透镜本体弯向物方，透镜本体的出射面采用非球面叠加衍射面。
4.如权利要求3所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述非球面叠加衍射面的方程为：
；
其中c5为曲率，r5为垂直光轴方向的径向坐标，k5为二次曲线常数，A5为四阶非球面系数、B5为六阶非球面系数、C5为八阶非球面系数；HOR为衍射级次，C1、C2、C3为衍射面系数，l0为设计中心波长。
5.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述主反射镜（1）和次反射镜（2）的材质为铝。
6.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述第一正月牙形透镜（3）、第二正月牙形透镜（4）和活动透镜（6）的材质为单晶锗。
7.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述折/衍混合透镜（5）和负月牙形透镜（7）的材质为硒化锌。
8.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：所述活动透镜（6）沿轴向移动用于调整像面的位置。
9.如权利要求1所述的一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统，其特征在于：取光学系统的焦距为f；
所述主反射镜（1）的焦距f1满足0.76＜f1/ f＜0.78；
所述次反射镜（2）的焦距f2满足-4.17＜f2/ f＜-1.87；
所述第一正月牙形透镜（3）的焦距f3满足0.13＜f3/ f＜0.15；
所述第二正月牙形透镜（4）的焦距f4满足0.10＜f4/ f＜0.13；
所述第一正月牙形透镜（3）和所述第二正月牙形透镜（4）的组合焦距f34满足0.08＜f34/ f＜0.1；
所述折/衍混合透镜（5）的焦距f5满足-0.74＜f5/ f＜-0.46；
所述活动透镜（6）的焦距f6满足0.09＜f6/ f＜0.13；
所述负月牙形透镜（7）的焦距f7满足-0.65＜f7/ f＜-0.38；
所述折/衍混合透镜（5）、活动透镜（6）和负月牙形透镜（7）的组合焦距f567满足0.09＜f567/ f＜0.12。
一种大相对孔径长焦距非制冷红外无热化光学系统
技术领域
背景技术
发明内容
2、通过二次成像，可抑制杂散光对系统成像效果的影响，有效提高图像质量；
3、通过合理选取主反射镜、次反射镜的光焦度及间隔，实现系统中心遮拦≤0.3，有效提高了光能利用率，降低了由于中心遮拦对光学系统像质的影响；
4、通过设置活动透镜，可以利用移动活动透镜来微调光学系统像面的位置，在不同物距条件下将光学系统像面调整到探测器焦平面位置，从而补偿由于被观测目标距离的变化所引起光学系统离焦。同时还能够与光学无热化相结合，补偿温度变化造成的像面移动，减少纯光学无热化所需的透镜数量，降低了镜头的复杂程度；
5、采用光学被动无热化与机械主动无热化相结合的方式实现系统在-40℃至+60℃温度范围内由于温度变化所引起的像面离焦补偿；
6、利用衍射元件具有负色散、负热膨胀系数的特点，通过折/衍混合元件光焦度的合理分配和匹配，降低了红外光学系统由于温度变化所引起的离焦量，减小了温度补偿机构的补偿量，有效简化了光学系统结构，从而减轻了重量、缩小系统体积。
附图说明
图3是本发明在20℃情况下的传递函数图；
图4是本发明在60℃情况下的传递函数图；
图5是本发明的场曲畸变图；
图6是本发明衍射元件相位周期和径向距离的关系示意图。
具体实施方式
1.87；第一正月牙形透镜3的焦距f3满足0.13＜f3/f＜0.15；第二正月牙形透镜4的焦距f4满足0.10＜f4/f＜0.13；第一正月牙形透镜3和第二正月牙形透镜4的组合焦距f34满足0.08＜f34/f＜0.1；折/衍混合透镜5的焦距f5满足-0.74＜f5/f＜-0.46；活动透镜6的焦距f6满足
0.09＜f6/f＜0.13；负月牙形透镜7的焦距f7满足-0.65＜f7/f＜-0.38；折/衍混合透镜5、活动透镜6和负月牙形透镜7的组合焦距f567满足0.09＜f567/f＜0.12。
其中c5为曲率，r5为垂直光轴方向的径向坐标，k5为二次曲线常数，A5为四阶非球面系数、B5为六阶非球面系数、C5为八阶非球面系数；HOR为衍射级次，C1、C2、C3为衍射面系数，l0为设计中心波长。优选地，各个参数如表2所示。
透镜本体的膨胀系数满足：
其中 为透镜材料的膨胀系数，n和n0分别为透镜材料和环境介质的折
射率， 为材料的折射率温度系数。
F#：1；
焦距：500mm；
中心遮拦：≤0.3；
光学总长与焦距比：≤0.64。
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