專利名稱：一種具有圖像漂移補償?shù)腶otf光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種AOTF光學系統(tǒng)，具體涉及一種具有圖像漂移補償?shù)姆枪簿€聲光 可調(diào)諧濾波器AOTF光學系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
非共線型聲光可調(diào)諧濾波器分光原理如圖1所示，射頻驅(qū)動信號通過電聲換能器后轉(zhuǎn)化為相應頻率的超聲波信號，通 過單軸雙折射晶體后形成衍射光柵，在另一端被吸收器吸收。白光入射單軸雙折射晶體后，符合聲光互作用條件的波長成分發(fā)生布拉格衍射， 而其余波長成分不變。由于晶體的雙折射作用，衍射光分為兩束，即+1級和-1級衍射光， 非衍射光定義為0級，各級出射光的相對位置如圖1所示。發(fā)生衍射后輸出的光波長由超聲波頻率確定，超聲波頻率與光波數(shù)間為線性關(guān) 系。非共線聲光可調(diào)諧濾波器AOTF可以把寬波段光束調(diào)諧為一個窄波段，所以成像只發(fā)生 在特定的波段。但是，非共線聲光可調(diào)諧濾波器AOTF波長調(diào)諧時，衍射角會隨波長的變化 而變化，造成同一目標不同譜段的圖像發(fā)生相對偏移，從而不能有效利用面陣CCD的每個 像元并影響數(shù)據(jù)立方體重構(gòu)。由于聲光晶體固有的色散引起衍射光漂移，在成像中會造成圖像的漂移現(xiàn)象，這 對成像應用造成很大的障礙。以往文獻中報導的在TE02晶體出射面加楔角補償?shù)男ń茄a 償都只能補償一路，只能適用于偏振光入射的情況，其是采用旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的方案。本文 提出的方法與以往采用旋轉(zhuǎn)平面反射鏡的方案相比，完全實現(xiàn)了非共線聲光可調(diào)諧濾波器 AOTF全固體部件的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，其完全實現(xiàn)了 非共線聲光可調(diào)諧濾波器AOTF全固體部件的特性，較好地解決了圖像漂移補償?shù)募夹g(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，包括位于光路方向上的物鏡，目鏡， TE02晶體，經(jīng)射頻信號加到換能器上激勵出聲波并射入TE02晶體滿足聲光互作用條件的 波長發(fā)生布拉格衍射從TE02晶體中并以一定的衍射角衍射出來的+1級光路以及-1級光 路，位于+1級光路以及-1級光路上的收集鏡，其特殊之處在于還包括所述+1級光路以及-1級光路進入收集鏡前位于收集鏡 前端的能校正TE02晶體外的衍射光漂移的組合光楔。上述組合光楔為兩片普通的楔形光學玻璃粘結(jié)而成。上述物鏡與目鏡組成一個無焦準直系統(tǒng)；當無窮遠來的平行光進入物鏡，經(jīng)過目 鏡后出射平行光。
上述通過+1級光路以及-1級光路里加入組合光楔，可實現(xiàn)在可見光到近紅外的 工作波段范圍內(nèi)圖像漂移在一個像元以內(nèi)。上述收集鏡包括CXD焦平面，整個光學系統(tǒng)成像于CXD焦平面上。本發(fā)明的優(yōu)點在于通過在+1級及-1級衍射光路里加入組合光楔，可以實現(xiàn)在可見光到近紅外的工 作波段范圍內(nèi)圖像漂移在一個像元以內(nèi)。這樣對于后期的圖像采集配準識別來說非常有 利，不需要調(diào)整CXD來接收圖像，而且同時還可獲得同一目標的兩個正交方向的偏振圖像。


圖1為非共線型聲光可調(diào)諧濾波器分光原理圖；圖2為本發(fā)明光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為組合光楔結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標號說明1-物鏡，2-目鏡，3-TE02晶體，4_+1級光路，5—1級光路，6_收集 鏡，7-組合光楔。
具體實施例方式參見圖2，一種具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，包括位于光路方向上的物鏡 1，目鏡2，TE02晶體3，經(jīng)射頻信號加到換能器上激勵出聲波并射入TE02晶體3滿足聲光 互作用條件的波長發(fā)生布拉格衍射從TE02晶體3中并以一定的衍射角衍射出來的+1級光 路4以及-1級光路5，位于+1級光路4以及-1級光路5上的收集鏡6。還包括所述+1級光路4以及-1級光路5進入收集鏡6前，位于收集鏡6前端的 能校正TE02晶體3外的衍射光漂移的組合光楔7。我們通過在+1級光路4與-1級光路5中分別加入適當組合光楔的方法來校正 TE02晶體3外的衍射光漂移。根據(jù)本發(fā)明的方法，設(shè)計了一種全固體部件并同時得到兩個正交偏振光圖像的光 學系統(tǒng)裝置無窮遠來的平行光進入望遠鏡的物鏡1，經(jīng)過目鏡2后出射平行光，這就是說 前面的系統(tǒng)是一個無焦準直系統(tǒng)。系統(tǒng)的孔徑光闌位于物鏡1系統(tǒng)中，通過物鏡1和目鏡2 把孔徑光闌的像成在TE02晶體3的中間。平行光進入TE02晶體3后同時射頻信號加到換 能器上時，激勵出聲波并射入TE02晶體3，這時滿足聲光互作用條件的波長發(fā)生布拉格衍 射從TE02晶體3中并以一定的衍射角衍射出來，經(jīng)過組合光楔后經(jīng)由收集鏡6成像于CXD 焦平面上。組合光楔如下圖3所示，采用兩片普通的楔形光學玻璃粘結(jié)而成，采用普通的光 學玻璃組合來校正由TE02晶體3固有的色散引起衍射光的高階漂移色散引起的圖像漂移。通過在+1級光路4及-1級光路5里加入組合光楔，可以實現(xiàn)在可見光到近紅外的 工作波段范圍內(nèi)圖像漂移在一個像元以內(nèi)。這樣對于后期的圖像采集配準識別來說非常有 利，不需要調(diào)整CXD來接收圖像，而且同時還可獲得同一目標的兩個正交方向的偏振圖像。
權(quán)利要求
1.一種具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，包括位于光路方向上的物鏡1，目鏡2， TE02晶體3，經(jīng)射頻信號加到換能器上激勵出聲波并射入TE02晶體3滿足聲光互作用條件 的波長發(fā)生布拉格衍射從TE02晶體3中并以一定的衍射角衍射出來的+1級光路4以及-1 級光路5，位于+1級光路4以及-1級光路5上的收集鏡6，其特征在于還包括所述+1級光路4以及-1級光路5進入收集鏡6前，位于收集鏡6 前端的能校正TE02晶體3外的衍射光漂移的組合光楔7。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，其特征在于所述組合光 楔7為兩片普通的楔形光學玻璃粘結(jié)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 2所述具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，其特征在于所述物 鏡1與目鏡2組成一個無焦準直系統(tǒng)；當無窮遠來的平行光進入物鏡1，經(jīng)過目鏡2后出射 平行光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，其特征在于所述通過+1 級光路4以及-1級光路5里加入組合光楔，可實現(xiàn)在可見光到近紅外的工作波段范圍內(nèi)圖 像漂移在一個像元以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，其特征在于所述收集鏡 6包括CXD焦平面，整個光學系統(tǒng)成像于CXD焦平面上。
全文摘要
一種具有圖像漂移補償?shù)腁OTF光學系統(tǒng)，包括位于光路方向上的物鏡，目鏡，TEO2晶體，經(jīng)射頻信號加到換能器上激勵出聲波并射入TEO2晶體滿足聲光互作用條件的波長發(fā)生布拉格衍射從TEO2晶體中并以一定的衍射角衍射出來的+1級光路以及-1級光路，位于+1級光路以及-1級光路上的收集鏡，還包括所述+1級光路以及-1級光路進入收集鏡前位于收集鏡前端的能校正TEO2晶體外的衍射光漂移的組合光楔。本發(fā)明完全實現(xiàn)了非共線聲光可調(diào)諧濾波器AOTF全固體部件的特性，較好地解決了圖像漂移補償?shù)募夹g(shù)問題。
文檔編號G02F1/11GK102096211SQ200910219429
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者常凌穎, 楊建峰, 汶德勝, 薛彬, 趙葆常, 邱躍洪, 馬小龍 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所