專利名稱：一種無熱化折反式共心光學系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及機載光電領域，尤其是涉及一種無熱化折反式共心光學系統。
背景技術：
紅外光學系統需要工作于惡劣的環境條件下，其中環境溫度的變化是對紅外光學儀器的嚴峻考驗之一。由于紅外光學材料的折射率溫度系數dn / dt比較大，如常用的紅外光學單晶鍺為3. 96X ΙΟ"6 /0C，是可見光玻璃的近200倍，因此環境溫度對紅外系統的影響尤為嚴重。當環境溫度變化時，光學元件的曲率、厚度和間隔將發生變化，同時元件材料的折射率也發生改變，從而引起系統焦距變化，像面發生位移，導致系統性能急劇下降， 圖像質量惡化。因此，在紅外光學系統的設計過程中進行無熱化設計是相當必要的。紅外光學系統是紅外系統的重要組成部分，同時由于安裝平臺的空間限制，一般要求光學系統結構緊湊，有以下兩種方式折射一次成像和折反式。折射一次成像第一片口徑很大，焦距不易太長，進入系統雜散光多；折反式焦距長，主鏡口徑可以與入瞳直徑相當，加遮光罩可以消除雜散光。在光電搜索跟蹤系統中，為了能對空間幾十度乘幾十度的物面成像，以瞬時視場為單位用光學機械掃描的方法實現大的空間區域的目標的搜索成像，要用到大范圍掃描鏡。而大范圍掃描鏡的存在導致主鏡離頭罩距離遠，像差校正困難。紅外光學系統無熱化設計的方法一般有以下三種光學被動式、機械主動式和機械被動式。(一)光學被動式方法是不外加任何調焦機構，只依靠光學系統自身成像原理和光學材料及機械結構材料的熱特性匹配來實現無熱化設計，這種方式具有結構簡單、尺寸小、系統可靠性高等優點。 (二)機械主動式方法，是在光學系統熱敏感度大的光學元件附近加測溫、反饋、驅動電路， 根據已有的調焦數據，通過機械機構實現無熱化。目前該方法技術成熟，國內多采用，但這種系統的體積和復雜性都很大，可靠性下降。(三)機械被動式無熱化技術使用多種不同膨脹率材料或記憶合金來實現無熱化補償，可靠性高，缺點是體積大，極為笨重。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種適用于機載平臺搜索跟蹤系統的無熱化折反式共心光學系統，能在(-30°，+60° )范圍內實現消熱化。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種無熱化折反式共心光學系統， 包括整流罩、掃描鏡、主鏡、次鏡和準直透鏡組，所述主鏡與整流罩具有公共球心，而且光闌在公共球心處；主鏡和次鏡采用相同的基底材料；所述準直透鏡組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，且三個透鏡的性能參數滿足以下3個方程
權利要求
1.一種無熱化折反式共心光學系統，包括整流罩、掃描鏡、主鏡、次鏡和準直透鏡組，其特征在于所述主鏡與整流罩具有公共球心，而且光闌在公共球心處；主鏡和次鏡采用相同的基底材料；所述準直透鏡組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，且三個透鏡的性能參數滿足以下3個方程
2.根據權利要求1所述的無熱化折反式共心光學系統，其特征在于所述整流罩為球面整流罩。
3.根據權利要求1所述的無熱化折反式共心光學系統，其特征在于所述掃描鏡為用于大范圍光軸指向的掃描平面反射鏡。
4.根據權利要求1所述的無熱化折反式共心光學系統，其特征在于所述主鏡為旋轉對稱凹面反射鏡。
5.根據權利要求1所述的無熱化折反式共心光學系統，其特征在于所述次鏡為旋轉對稱彎月曼金鏡。
全文摘要
本發明公開了一種無熱化折反式共心光學系統，包括整流罩、掃描鏡、主鏡、次鏡和準直透鏡組，所述主鏡與整流罩具有公共球心，而且光闌在公共球心處；主鏡和次鏡采用相同的基底材料；所述準直透鏡組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，且三個透鏡的性能參數滿足以下3個方程。本發明的積極效果是，能在(-30°，+60°)范圍內實現消熱化，具體表現為可以校正頭罩的球差，同時光路不產生彗差、象散、畸變；主、次鏡的熱離焦量為零；三片不同材料的透鏡組成準直透鏡組，光焦度的分配滿足消色差、消熱化條件。
文檔編號G02B17/08GK102393559SQ201110402579
公開日2012年3月28日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者段媛 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司