[实用新型]基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置

权利要求书

1.一种基于三片楔形棱镜补偿光学焦平面的装置，其特征在于，包括：成像光学系统（1）和探测器焦平面（5），以及在所述成像光学系统（1）和所述探测器焦平面（2）的光路间的平行平板组件，所述平行平板组件包括三块楔形棱镜，从所述光学系统向所述探测器焦平面方向依次为第一楔形棱镜（2）、第二楔形棱镜（3）和第三楔形棱镜（4），所述第一楔形棱镜（2）和所述第三楔形棱镜（4）为直角楔形棱镜，所述第二楔形棱镜（3）为等腰楔形棱镜，所述第一楔形棱镜（2）和所述第三楔形棱镜（4）的斜面分别与所述第二楔形棱镜（3）的两个等腰面贴合；

所述成像光学系统（1）由一片或者多片透镜或者反射镜组成，光束通过成像光学系统（1）和所述平行平板组件聚焦成像在所述探测器焦平面（5）上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述第一楔形棱镜包括第一棱面（6）、第二棱面（7）和第一斜面（9），所述第二楔形棱镜包括第三斜面（10）、第四斜面（11）和第七棱面（12），所述第三楔形棱镜包括第四棱面（14）、第五棱面（15）和第二斜面（13）；

所述第一斜面（9）与所述第三斜面（10）相接触，所述第四斜面（11）和所述第二斜面（13）相接触；

所述第一棱面（6）和所述第五棱面（15）平行，且所述第一棱面（6）和所述第五棱面（15）均与光轴方向垂直；

所述第二棱面（7）和所述第四棱面（4）均与所述第七棱面（12）平行，且所述第二棱面（7）、所述第四棱面（4）和所述第七棱面（12）均与光轴方向平行。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述第一楔形棱镜（2）还包括第三棱面（8），所述第三棱面（8）与所述第二棱面（7）平行，且所述第二棱面（7）和所述第三棱面（8）位于所述第一棱面（6）的两端；

所述第三楔形棱镜（4）还包括第六棱面（16），所述第六棱面（16）与所述第四棱面（14）平行，且所述第六棱面（16）与所述第四棱面（14）位于所述第五棱面的两端。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述第一棱面（6）与所述第二棱面（7）的交线的长度为为X，X≥X₀；

所述第一棱面（6）的另一条边的长度为Y，其中Y≥X₀；

所述第二棱面（7）的另一条边的长度为t1，与其相对的所述第三棱面（8）的边为t₂，t₁=t₂+Ytanα；

所述第二楔形棱镜（3）的第七棱面（12）与第三斜面（10）的交线的长度为X，X≥X₀；所述第七棱面（12）的另一条边的长度为m，m≥2X₀tanα；

所述第三楔形棱镜（4）沿垂直于光轴方向可移动的最大距离为所述第五棱面（15）沿垂直于光轴移动方向的长度为Y₁，第五棱面（15）和第四棱面（14）的交线为X₁，X₁≥X₀；第四棱面（14）平行于光轴方向的边的长度为t₃，其所对应的第六棱面（16）的边长为t₄，t₃=t₄+Y₁tanα；

当光学系统可达到的最大调焦量为±d_max，所述第一楔形棱镜（2）、第二楔形棱镜（3）和所述第三楔形棱镜（4）可改变的最大轴向距离为所述第一楔形棱镜（2）、第二楔形棱镜（3）和所述第三楔形棱镜（4）的轴向总厚度T<L-L1-2dmaxnn-1;]]>

其中，L为光学系统（1）与探测器焦平面（5）之间的距离；L₁为所述平行平板组件与所述探测器焦平面（5）之间的距离；X₀是当所述平行平板组件与所述探测器焦平面（5）之间的距离为L₁时，所述第一楔形棱镜（2）的所述第一棱面（6）上的光束通光口径；n为楔形棱镜的折射率；d为光学系统焦平面（5）的离焦量；±d_max为光学系统焦平面（5）的最大离焦量；Δx为所述第三楔形棱镜（4）沿垂直于光轴方向的相对移动量；ΔT为所述平行平板组件沿平行于光轴方向的相对移动量；β为光学系统的像方孔径角。