[发明专利]一种可见红外图谱协同探测光学系统及配准方法

权利要求书

1.一种可见红外图谱协同探测光学系统，包括扫描镜组(1)、第一通道前置光学(2)、第一通道分光光学(3)和第二通道前置光学(4)、第二通道分光光学(5)，其中：扫描镜组(1)包括指向镜(1.1)和转折镜(1.2)，第一通道前置光学(2)由第一离轴抛物面主镜(2.1)、第一视场光栏(2.2)和第一离轴抛物面次镜(2.3)组成；第一通道的分光器件是可见红外声光滤波器(3.2)；第一通道分光光学(3)的可见光谱成像谱段由前格兰棱镜(3.1)、可见红外声光滤波器(3.2)、后格兰棱镜(3.3)、可见红外分色片(3.4)、可见会聚镜组(3.5)和可见反射镜(3.6)组成；第一通道分光光学(3)的近红外短波光谱探测谱段由前格兰棱镜(3.1)、可见红外声光滤波器(3.2)、后格兰棱镜(3.3)、可见红外分色片(3.4)、近红外短波反射镜(3.7)和近红外短波会聚镜(3.8)组成，第二通道前置光学(4)由第二离轴抛物面主镜(4.1)、第二视场光栏(4.2)和第二离轴抛物面次镜(4.3)组成；第二通道的分光器件是短中波声光滤波器(5.1)；第二通道分光光学(5)的短波光谱探测谱段由短中波反射镜(5.2)和短波色散补偿会聚镜组(5.3)组成；第二通道分光光学的短中波光谱探测谱段由短中波反射镜(5.2)和中波色散补偿会聚镜组(5.4)组成，其特征在于：

来自物方的光线经指向镜(1.1)和转折镜(1.2)反射，再经第一离轴抛物面主镜(2.1)会聚成像在第一视场光栏(2.2)处，再发散至第一离轴抛物面次镜(2.3)，准直后经可见红外的前格兰棱镜(3.1)、可见红外声光滤波器(3.2)，经其电信号调制后，发出单色光经后格兰棱镜(3.3)，再经可见红外分色片(3.4)反射，反射的可见光谱段到达可见会聚镜组(3.5)会聚，经可见反射镜(3.6)反射会聚在可见探测器芯面上；可见红外分色片(3.4)透射的近红外短波谱段到达近红外短波反射镜(3.7)，反射至近红外短波会聚镜(3.8)，会聚在近红外短波探测器芯面上； 同时，来自物方的光线进入第二离轴抛物面主镜(4.1)，会聚成像在第二视场光栏(4.2)处，再发散至第二离轴抛物面次镜(4.3)，准直后经短中波声光滤波器(5.1)，经其电信号调制后，发出单色光，+1级次衍射光再经短中波反射镜(5.2)反射至短波色散补偿会聚镜组(5.3)，会聚在短波探测器芯面上；-1级次衍射光再经短中波反射镜(5.2)反射至中波色散补偿会聚镜组(5.4)，会聚在中波探测器芯面上；

可见光谱成像通道视场为面阵视场，采用声光滤波器分光，凝视光谱成像；近红外短波光谱通道、短波光谱通道和中波光谱通道的视场均为相同的点视场，无限远处光谱探测目标为同一目标；可见光谱成像通道的面阵视场覆盖红外短波光谱通道、短波光谱通道和中波光谱通道的视场，并成一定几何关系，该几何关系为近红外短波光谱通道、短波光谱通道和中波光谱通道的视场在可见光谱成像通道面阵视场的中心。

2.根据权利要求1所述的一种可见红外图谱协同探测光学系统，其特征在于：

所述的可见红外声光滤波器(3.2)内部有消色散设计，使用的是+1级衍射光，通过分色供可见光谱成像谱段和近红外短波谱段使用。

3.根据权利要求1所述的一种可见红外图谱协同探测光学系统，其特征在于：

所述的短中波声光滤波器(5.1)内部无消色散设计，使用+1级衍射光作为短波谱段，使用-1级衍射光作为中波谱段。

4.一种基于权利要求1所述的一种可见红外图谱协同探测光学系统的多通道配准方法，其特征在于配准方法如下：

第一步：前置光学视场光栏配准，双通道前置光学置于目标模拟器光路中；借助相机，在前置光学后方，根据双通道的视场几何关系，监测第一视场光栏(2.2)和第二视场光栏(4.2)的装配；

第二步：各通道探测器装配，根据目标模拟器以及第一视场光栏(2.2)，进行可见光谱成像谱段和近红外短波谱段的光电联调，根据目标模拟器以及第二视场光栏(4.2)，进行短波谱段和中波谱段的光电联调。