[发明专利]一种通用低成本大视场激光导引头光学系统

说明书

本发明公开了一种通用低成本大视场激光导引头光学系统，由一片非球面透镜组成，非球面透镜材料为ZnS，其凸面是一个球面，曲率半径为20.087mm，凹面是一个偶次非球面，顶点曲率c为1/158.321，圆锥系数k为0.48336，非球面系数A=1.6123E‑004，B=‑1.362E‑006，透镜厚度为7.88mm，透镜到四象限探测器的距离为9mm，在透镜表面镀制了增透膜和窄带滤光膜。本发明光学系统仅由一片非球面透镜组成，视场大，结构简单，降低了生产成本的同时，还在设计中考虑了光学系统通用性的问题，大大降低了系列产品科研开发成本。

技术领域

本发明涉及一种通用低成本大视场激光导引头光学系统，属于光学设计技术领域。

背景技术

二十一世纪以来，精确制导武器在军事打击中发挥着越来越重要的作用，激光制导技术是利用外部激光束照射目标，弹上的激光导引头利用目标漫反射的激光来捕获跟踪目标，是一项导引武器命中目标，且集光、机、电和信息处理于一体的技术，因其命中精度高、抗干扰能力强、使用方便，近年来得到了广泛应用，并发挥了巨大的威力，成为当前行业内研究的重点。

但是，现有的激光导引头光学系统为了实现大视场，都是采用双高斯结构，透镜数量较多，不仅增加了生产成本，还提高了加工制造和装配难度，不能满足装备科研生产低成本的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种通用低成本大视场激光导引头光学系统，在满足总体指标的要求下，解决激光导引头科研生产低成本的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种通用低成本大视场激光导引头光学系统，整个光学系统由一片非球面透镜组成，非球面透镜材料为ZnS，其凸面是一个球面，曲率半径为20.087mm，凹面是一个偶次非球面，顶点曲率c为1/158.321，圆锥系数k为0.48336，非球面系数A=1.6123E-004，B=-1.362E-006，透镜厚度为7.88mm，透镜到四象限探测器的距离为9mm，为了增加系统透过率，在透镜表面镀制了增透膜。

进一步地，本发明创造性的将窄带滤光膜镀制在了非球面透镜上，不用单独再加装窄带滤光片。

进一步地，本发明光学系统接收到目标漫反射回来的激光后，在四象限探测器上会形成一个大小一定且能量分布均匀的圆斑，根据和差法计算出圆斑重心位置，并将其输出给制导控制系统即可完成制导。

进一步地，本发明光学系统完成的光学指标为：中心波长1064nm，入瞳直径30mm，总视场±25°，线性视场±12.5°，光斑大小Φ5mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的光学系统结构设计简单，仅由一片非球面透镜实现了激光导引功能，极大的降低了生产成本，同时提高了产品的加工制造和装配性能，可满足大规模快速生产。

2、在光学系统仅用一片非球面透镜的情况下实现了大视场，且视场达到了±25°。

3、设计中考虑了光学系统通用性的问题，可以匹配不同形状的导引头，降低了系列产品科研开发成本，具有较强的应用价值。

附图说明：

图1是本发明光学系统的结构示意图；

图2是本发明光学系统的畸变图；

图3是本发明光学系统的点列图；

图4是本发明光学系统的光线足迹图；

图5是本发明光学系统的包围圆能量图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。