[发明专利]一种全铝低温全反射镜头

说明书

技术领域

本发明涉及一种全铝低温全反射镜头。

背景技术

在深空低温背景下，当需要探测的目标信号十分微弱时，探测系统内常温的光学系统和光机结构产生的热辐射将成为探测器背景辐射的主要来源。探测器背景辐射严重影响着探测器灵敏度，从而影响相机系统探测能力。只有将光学系统及光机结构冷却到一定程度，才能有效地减少背景辐射，大大提高系统的探测能力。因此必须采用空间低温光学技术，才能完成对弱小目标的远距离探测。

低温光学技术主要应用于深空天文探测、空间目标监视以及空间对抗等领域。国外如哈勃望远镜、宇宙天体空间望远镜等天文探测望远镜都应用了低温光学技术。低温光学系统的加工、装调、检测等环节均在常温常压环境下进行，而实际工作环境为低温真空环境，环境的改变会造成光学系统的像质变化。如何保证在不同环境下，光学系统能够满足像质要求是低温光学技术的难点。

国内现有的几乎所有光学系统都在常温下或常温附近使用，很少考虑温度变化对光学系统的影响。现有的技术不能满足低温光学的使用要求。低温光学需要从设计、加工、材料等多个方面综合考虑，使光学镜头满足工作环境下的使用要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种全铝低温全反射镜头。采用本发明解决了低温光学中由于加工装调时的环境与工作使用时的环境不同而带来的像质降低的问题，并避免了在温度变化时光学系统和支撑框架的材料线膨胀系数不一致造成的各镜之间间距等光学性能的下降。

本发明的技术解决方案：

一种全铝低温全反射镜头，包括：光学系统和用于支撑连接光学系统的支撑框架，所述光学系统和支撑框架的材料均为铝合金。

所述光学系统包括：主镜、次镜、三镜和四镜，所述主镜、次镜、三镜和四镜均为全反射镜，入射的平行光依次经主镜、次镜、三镜和四镜的反射后射出光学系统。

所述支撑框架包括：主支撑框、次镜支撑框和三镜支撑框；所述主镜和四镜与主支撑框相连接；次镜和三镜分别与次镜支撑框和三镜支撑框相连接。

所述主镜、次镜、三镜和四镜与主支撑框、次镜支撑框和三镜支撑框采用螺栓进行连接，所述次镜支撑框和三镜支撑框与主支撑框之间也采用螺栓进行连接。

所述主镜与次镜之间，三镜与四境之间分别通过平垫片调节间距，次镜通过球形垫片调节相对于主镜的光轴偏离，三镜通过球形垫片调节相对于四境的光轴偏离。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)由于采用同种材料(铝合金)加工光学系统和支撑框架，当温度变化时，镜头可以达到同比例缩放的效果，从而保证光学系统在不同温度均能保持良好像质。

(2)本发明中的光学系统设计采用铝合金材料设计镜片，且主镜、次镜、三镜、四境均为全反射镜片，与透镜相比，此设计避免了由于温度变化对折射率产生的影响。

(3)本发明中光学系统与支撑框架采用了螺栓加垫片(平垫片和球形垫片)的连接方式，使镜头装调工作简便而灵活。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为光路示意图；

图3为螺栓螺母连接示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。

本发明如图1所示，包括光学系统和用于支撑连接光学系统的支撑框架。其中的光学系统及支撑框架全部采用铝合金加工而成。

光学系统由主镜1、次镜2、三镜3和四镜4组成，4个镜片均为全反射镜其光路如图2所示，入射的平行光照射到主镜后被反射至次镜2，次镜2再将光线反射至三镜3，三镜3将照射光线反射至四镜4后，由四境4将反射光线射出光学系统。

框架结构由主支撑框5、次镜支撑框6和三镜支撑框7组成。主支撑框5与主镜1和四镜4相连，次镜支撑框6与次镜2相连，三镜支撑框7与三镜3相连。次镜支撑框6和三镜支撑框7均与主支撑框5相连。镜片和框架之间以及框架各组件之间均通过螺栓连接。

如图3所示，在具体的装配时，螺栓8依次穿过支撑框、平垫片10、球形垫片11、12和镜片的连接端，最后用螺母9拧紧固定。

其中，主镜1、次镜2、三镜3和四镜4分别和主支撑框5、次镜支撑框6和三镜支撑框7进行连接。次镜支撑框6和三镜支撑框7也采用同样的方式与主支撑框5进行连接。

在主镜1与次镜2之间，三镜3与四境4之间通过垫入不同厚度的平垫片10来调节间距。