[发明专利]一种短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统

权利要求书

1.一种短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：包括从物侧(6)到焦面(1)依次排列固联的前固定镜组(5)、光阑(4)、中间固定镜组(3)、后固定镜组(2)和探测器；所述前固定镜组(5)、光阑(4)、中间固定镜组(3)和后固定镜组(2)的中心轴线同轴；所述前固定镜组(5)具有正光焦度，包括在自物侧至焦面方向中心轴线上同轴依次排列的第一正透镜(501)、第一负透镜(502)和第二负透镜(503)；所述中间固定镜组(3)具有负的光焦度，包括自物侧至焦面方向中心轴线上同轴依次排列的第二正透镜(301)和第三负透镜(302)；所述光阑(4)固定在第二 负透镜(503)与第二正透镜(301)之间；所述后固定镜组(2)为第三正透镜(201)；

定义波段间色散系数其中，n_1.3μm为材料在波长为1.3μm处的折射率，n_10μm为材料在波长为10μm处的折射率；

设所述短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统光焦度为前固定镜组光焦度为第一正透镜的波段间色散系统为c501，第二负透镜503的波段间色散系数为c503时，c501和c503满足以下条件式：

c501＞0.05；c503＞0.1；

使得能够有效校正前固定镜组内的波段内色差与波段间色差，保证双波段共焦面光学系统的色差校正能力；

设中间固定镜组光焦度为第三负透镜光焦度时，和满足以下条件式：

使得能够校正前固定镜组剩余的球差、彗差，平衡光学系统场曲，维持高的光学性能，并能够实现光学系统的小型化；

设后固定镜组光焦度为第三正透镜的波段间色散系数为c201时，和c201满足以下条件式：

c201＞0.04

使得能够对前固定镜组与中间固定镜组从短波红外波段到长波红外波段产生的波段间色差良好地进行校正，且对与因采用摄远型结构而产生的像差良好地进行校正，并能有效校正光学系统剩余场曲。

2.根据权利要求1所述的短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：所有透镜均采用与镜筒材料线膨胀系数相匹配的透镜材料，用以通过手动或机电主动的方式控制调焦镜组进行调焦补偿。

3.根据权利要求1所述的短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：所述光阑为固定光阑或可变光阑。

4.根据权利要求1所述的短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：在后固定镜组与探测器之间还增设滤光片。

5.根据权利要求4所述的短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：所述滤光片采用滤光片镜框或滤光片轮方式安装，其中滤光片轮用以通过手动或电动切换具备不同透过波段的滤光片，完成对目标或场景的多谱段成像。

6.根据权利要求1所述的短波、长波红外双波段共焦面大相对孔径光学系统，其特征在于：所述中间固定镜组与后固定镜组的间距能够容许根据需要插入相应的分光元件或不同波段的滤光片，即在不能获得相应双波段探测器时插入相应的分光元件进行宽波段分焦面成像、或者在需要对双波段范围内分波段成像时插入相应于不同波段的滤光片以实现共焦面多波段的成像。