[发明专利]一种离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统

说明书

本发明公开了一种离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统，属于光电探测领域，所述光学系统包括离轴三反主镜、离轴三反次镜、离轴三反三镜、长波红外分光片、一次像面、长波二次成像透镜、长波偏振片、长波红外探测器、准直透镜、可见光与近红外分光片、可见光二次成像透镜、可见光偏振片、可见光探测器、近红外二次成像透镜、近红外偏振片和近红外探测器；本发明将可见光‑红外成像和偏振成像技术相结合，将近红外、长波、偏振三者优点相结合，能够实现多谱段偏振成像探测，进而实现雾霾天气下高清晰高分辨光电成像探测。

技术领域

本发明属于光电探测领域，具体地，涉及一种离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统。

背景技术

由于雾霾等复杂天气对光的遮蔽作用导致场景能见度下降，使公路和民航交通受阻，给国民经济造成不利影响。现有的穿透雾霾的成像系统多为红外系统，但随着雾霾天气日益严重，仅采用红外技术的穿透雾霾的成像系统性能受到限制。目前在红外、偏振探测这两个方面虽然开展了初步研究成果，人们将光波中含有的偏振特性与红外热成像技术相结合，发展成具有更高识别能力的红外偏振成像技术。传统红外偏振成像技术中的红外成像探测系统主要是获取所观测场景的红外热辐射，利用目标与背景的辐射强度差异，将目标从背景中进行区分，进而实现对目标的检测、识别与跟踪。探测方式多为分时、分孔径、分振幅和分焦面四种偏振探测方式，但谱段单一，尚未报道多谱段偏振光学成像探测装置。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统，能够实现多谱段偏振成像探测，进而实现雾霾天气下高清晰高分辨光电成像探测。

一种离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统，其特征在于，该光学系统包括：离轴三反主镜、离轴三反次镜、离轴三反三镜、长波红外分光片、一次像面、长波二次成像透镜、长波偏振片、长波红外探测器、准直透镜、可见光与近红外分光片、可见光二次成像透镜、可见光偏振片、可见光探测器、近红外二次成像透镜、近红外偏振片和近红外探测器；所述离轴三反主镜、离轴三反次镜和离轴三反三镜按离轴三反位置放置，使得来自无穷远含有目标与背景多谱段光信息的平行光光束依次经过离轴三反主镜、离轴三反次镜和离轴三反三镜反射后，成像于所述一次像面处；所述长波红外分光片置于离轴三反三镜与一次像面中间，长波红外分光片用于将含有目标与背景多谱段光信息的入射光分成两路光，一路为长波红外光，另一路光为可见光与近红外光；所述长波二次成像透镜、长波偏振片和长波红外探测器同轴依次排列，并放置在长波红外分光片的透射方向；所述准直透镜、可见光与近红外分光片、可见光二次成像透镜、可见光偏振片和可见光探测器同轴依次排列，并放置在长波红外分光片的反射方向；可见光与近红外分光片用于将可见光与近红外光信息进行分离；可见光二次成像透镜、可见光偏振片和可见光探测器放置在可见光与近红外分光片的透射方向；所述近红外二次成像透镜、近红外偏振片和近红外探测器同轴依次排列，并放置在可见光与近红外分光片的反射方向。

进一步，所述离轴三反主镜的面形为凹非球面反射镜。

进一步，所述离轴三反次镜的面形为凸非球面反射镜。

进一步，所述离轴三反三镜的面形为凹非球面反射镜。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明采用离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统接收目标光信息，可以更清晰的进行光电成像探测。将可见光、近红外、长波红外谱段的偏振信息获取，是对传统成像探测的有益补充。其中强度信息反映了探测距离、目标形状以及目标尺寸等；多谱段偏振信息反映了目标的材质、粗糙度以及与背景的对比度；由长波红外探测器、近红外探测器和可见光探测器获得强度信息、多谱段信息和偏振信息，将强度信息、多谱段信息和偏振信息联合应用，图像对比度可以提高1倍，从而提高工作距离。图像融合算法提高图片的质量，有助于提高目标探测概率，从而更加有效地实现穿透雾霾成像。

附图说明

图1为离轴三反多谱段偏振成像探测光学系统示意图。