[发明专利]一种大相对孔径红外双波段无热化物镜

说明书

本发明提供了一种大相对孔径双波段红外无热化物镜，包括沿同一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，第一、第三透镜为负弯月透镜，第二透镜为正弯月透镜，第一透镜、第三透镜的像方侧表面为非球面，第二透镜的像方侧表面为非球面加衍射面。该物镜匹配面阵为640×512，像元尺寸为17μm，工作波段为中波（3.7μm～4.8μm）和长波（8μm～12μm）的非制冷双波段红外面阵探测器。通过设置折射加衍射的光学结构以及合理选择光学材料，使得该物镜在‑40℃～60℃的温度范围内成像优良。本发明光学系统的结构简单、紧凑，可靠性高。

技术领域

本发明属于光学设计技术领域，具体涉及一种大相对孔径红外双波段无热化物镜。

背景技术

与单色红外探测器相比,双波段探测器能更好地排除虚假信号,得到更多有意义的目标信息，进而对复杂的背景进行抑制，显著提高目标识别能力。适用于双波段光学红外系统的均匀性好的光学材料很难获取，且材料种类少。不同光学材料在同一波段具有不同的色散特性，而同一光学材料在不同波段也表现出不同的色散能力，尤其是后者，某些光学材料在不同波段色散特性差异变化较大，这样的材料特性差异使得双波段光学系统设计存在较大困难。此外，对于大相对孔径光学系统，因其焦深小，实际允许成像质量良好的温度变化范围较小，对其进行设计时还必须考虑消色差和消热差的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光大相对孔径红外双波段无热化物镜，能够匹配非制冷双波段阵列探测器，该物镜不需要调焦即可在宽温度范围内成像清晰。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大相对孔径红外双波段无热化物镜，包括：沿同一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；所述第一、第三透镜为负弯月透镜，第二透镜为正弯月透镜；所述第一透镜、第三透镜的像方侧表面为非球面，所述第二透镜的像方侧表面为非球面加衍射面；所述第一透镜和第二透镜的空气间隔为1.7mm、第二透镜和第三透镜的空气间隔为70.2mm；所述物镜的光学指标：

焦距：75mm；

相对孔径F：1.1；

视场角：10.6°；

所述物镜匹配面阵为640×512，像元尺寸为17μm，工作波段为中波：3.7μm～4.8μm和长波：8μm～12μm的非制冷双波段红外面阵探测器。

进一步的，所述非球面加衍射面为非球面上设置多个衍射环带。

所述衍射环带有十个、具体参数为：

所述物镜的光学系统参数(单位：mm)：

所述非球面系数：

所述非球面加衍射面系数：