專利名稱：折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件、系統(tǒng)，具體是指折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，它用于對0.4μm～2.5μm波段，即可見光至短波紅外波段的光學(xué)成像。
本發(fā)明的0.4μm～2.5μm寬波段成象望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)如

圖1所示。光學(xué)系統(tǒng)從物方至象方按順序由一個次反射鏡1、一個主反射鏡2和一個消色差校正鏡組3組成。
來自物方的光束射向主反射鏡2，經(jīng)其反射至次反射鏡1，再由次反射鏡1反射向象方，依次通過消色差校正鏡組3中的折射透鏡301、折射透鏡302和折射透鏡303，在象方像平面4上成像。
所說的次反射鏡1為凸反射鏡，主反射鏡2為凹反射鏡，它們的曲面均為標(biāo)準(zhǔn)二次曲面，即拋物面、橢圓面或雙曲面。
所說的消色差校正鏡組3用來校正光束經(jīng)過主反射鏡2和次反射鏡1后的殘余單色象差，同時擔(dān)負(fù)一定的光焦度。消色差校正鏡組3本身是消色差的，它由三片折射透鏡組成，其中的折射透鏡301和折射透鏡302為球面透鏡，折射透鏡303為非球面透鏡，其R332曲面采用標(biāo)準(zhǔn)二次曲面，在系統(tǒng)像質(zhì)要求不高場合，折射透鏡303也可采用球面透鏡。消色差校正鏡組3采用同一種材料，選用的材料要求對0.4微米～2.5微米波段是透明的，如石英晶體、ZnSe晶體、ZnS晶體、CaF2晶體等。折射透鏡301、折射透鏡302和折射透鏡303的光焦度301、301、301分配應(yīng)滿足以下公式(1)、(2)的要求301+302+303＝(1) 公式(1)保證消色差校正鏡3擔(dān)負(fù)系統(tǒng)一定的光焦度，公式(2)保證消色差校正鏡3本身是消色差的，公式中符號h表示光線入射各折射透鏡時的高度。根據(jù)公式(2)的要求，通過合理調(diào)配消色差校正鏡組3中各透鏡的光焦度以及相對位置來消除校正鏡組的色差。
本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，加工、裝校通過常規(guī)技術(shù)就可解決，光學(xué)系統(tǒng)可采用同一種石英光學(xué)材料構(gòu)成，從而有利于保證光學(xué)系統(tǒng)對溫度的穩(wěn)定性。
相對孔徑1∶2.5；焦距450mm；視場2.3°；工作波長0.4μm～2.5μm；光學(xué)系統(tǒng)具體設(shè)計參數(shù)如表1所示。
表1元件名稱 面曲率半徑 非球面系 孔徑間隔或厚 材料序號 (mm) 數(shù)(e2) (mm)度(mm)主反射鏡 R2-266.431 18079.40(d1)次反射鏡 R1-164.274.1714 79 65.39(d2)折射透鏡 R311 35.43 48 5.19 石英301 R312 44.08 48 18.73(d3)折射透鏡 R321 77.33 38 3.81 石英302 R322 27.39 38 10.20(d4)折射透鏡 R331 -70.3933 17.0 石英303 R332 -40.111.7638 33 48.0(d5)像面 18
權(quán)利要求
1.一種折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，包括主反射鏡、次反射鏡和一個消色差校正鏡組，其特征在于a).光學(xué)系統(tǒng)從物方至象方按順序由一個次反射鏡(1)、一個主反射鏡(2)和一個消色差校正鏡組(3)組成；來自物方的光束射向主反射鏡(2)，經(jīng)其反射至次反射鏡(1)，再由次反射鏡(1)反射向象方，依次通過消色差校正鏡組(3)中的折射透鏡(301)、折射透鏡(302)和折射透鏡(303)，在象方像平面(4)上成像；b).所說的次反射鏡(1)為凸反射鏡，主反射鏡(2)為凹反射鏡，它們的曲面均為標(biāo)準(zhǔn)二次曲面，即拋物面、橢圓面或雙曲面；c)所說的消色差校正鏡組(3)由三片折射透鏡組成，其中的折射透鏡(301)和折射透鏡(302)為球面透鏡，折射透鏡(303)為非球面透鏡，其R332曲面采用標(biāo)準(zhǔn)二次曲面；三片折射透鏡采用同一種材料，所選用的材料要求對0.4微米～2.5微米波段是透明的，如石英晶體、ZnSe晶體、ZnS晶體、CaF2晶體等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.一種折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所說的消色差校正鏡組(3)具有光焦度，組成它的各折射透鏡，即折射透鏡(301)、折射透鏡(302)和折射透鏡(303)的光焦度301、301、301的分配應(yīng)滿足下列公式的要求301+302+303＝ (1) 公式中符號h()表示光線入射各折射透鏡時的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.一種折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所說的折射透鏡(303)在系統(tǒng)像質(zhì)要求不高的場合也可采用球面透鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種折反射式寬波段成像望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng),它用于對0.4μm～2.5μm波段,即可見光至短波紅外的寬波段的光學(xué)成像。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)從物方至象方按順序由一個次反射鏡、一個主反射鏡和一個消色差校正鏡組組成。消色差校正鏡組本身是消色差的,它由三片采用同一種材料制成的折射透鏡組成。該光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,系統(tǒng)加工、裝校通過常規(guī)技術(shù)就可解決,光學(xué)系統(tǒng)可采用同一種石英光學(xué)材料構(gòu)成,從而有利于保證光學(xué)系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性。
文檔編號G02B23/02GK1383021SQ0211181
公開日2002年12月4日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月23日
發(fā)明者沈蓓軍, 劉寶麗, 劉銀年, 王建宇, 薛永祺 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所