低溫準直光學系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學技術領域，涉及一種應用于低溫下的準直光學系統(tǒng)，尤其是涉及 一種雙波段全反射式低溫準直光學系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有的準直光學系統(tǒng)多工作在常溫下，而隨著航空航天技術及空間遠程探測技術 的發(fā)展與進步，對空間光學系統(tǒng)的要求越來越高，尤其是在模擬外太空的真空冷黑背景過 程中，使得低溫準直光學系統(tǒng)的研制顯得尤其重要。
【發(fā)明內容】
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種低溫準直光學系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作波段為3 ym~5 ym， 具備結構簡單、無中心遮攔、寬波段、可用于低溫下等優(yōu)點。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的： 一種低溫準直光學系統(tǒng)，由離軸三反系統(tǒng)、第一平面反射鏡和第二平面反射鏡構成，其 中：離軸三反系統(tǒng)由第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡和第二橢球面反射鏡組成。低溫黑體 發(fā)出的光經(jīng)第一平面反射鏡折轉45°后，再由第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球 面反射鏡反射，最后經(jīng)第二平面反射鏡再折轉45°后平行射出。
[0005] 本發(fā)明中，所述第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡均為二次曲 面，而無高次項系數(shù)。
[0006] 本發(fā)明中，所述第一平面反射鏡、第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面 反射鏡、第二平面反射鏡均采用鋁合金材料制成。
[0007] 本發(fā)明中，所述準直光學系統(tǒng)工作波段為3 y m~5 y m，8 y m~12 y m〇
[0008] 本發(fā)明中，所述系統(tǒng)第一平面反射鏡、第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢 球面反射鏡、第二平面反射鏡表面鍍鋁膜。
[0009] 本發(fā)明中，所述第一橢球面反射鏡離軸量為0。
[0010] 本發(fā)明中，所述雙曲面反射鏡離軸量為3mm。
[0011] 本發(fā)明中，所述第二橢球面反射鏡尚軸量為11. 7mm。
[0012] 本發(fā)明中，所述系統(tǒng)工作在100K低溫下。
[0013] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點： 1、本發(fā)明采用離軸三反式結構，有效消除中心遮攔。
[0014] 2、本發(fā)明采用的離軸三反系統(tǒng)中三片反射鏡均為二次曲面，無高次項系數(shù)，易于 加工。
[0015] 3、本系統(tǒng)為全反射式，可實現(xiàn)無熱化，工作在低溫下。
【附圖說明】
[0016] 圖1為低溫準直光學系統(tǒng)的組成及工作原理示意圖； 圖2為光學系統(tǒng)彌散斑點列圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本 發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋 在本發(fā)明的保護范圍中。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明提供的低溫準直光學系統(tǒng)由離軸三反系統(tǒng)和兩塊平面反射鏡 構成，其中：離軸三反系統(tǒng)由第一橢球面反射鏡2、雙曲面反射鏡3、第二橢球面反射鏡4組 成。低溫黑體發(fā)出的光經(jīng)第一平面反射鏡1折轉45°后，再由第一橢球面反射鏡2、雙曲面 反射鏡3、第二橢球面反射鏡4反射，最后經(jīng)第二平面反射鏡5折轉45°后平行射出，成光 束準直。
[0019] 本系統(tǒng)中第一平面反射鏡1、第一橢球面反射鏡2、雙曲面反射鏡3、第二橢球面反 射鏡4、第二平面反射鏡5均采用鋁合金制造，并鍍鋁膜，各部件的光學系統(tǒng)數(shù)據(jù)如表1所 示。由圖2可知，光學系統(tǒng)各視場衍射斑直徑的均方根值均小于愛里斑直徑，即小于衍射 限。
【主權項】
1. 一種低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述光學系統(tǒng)由離軸三反系統(tǒng)、第一平面反射 鏡和第二平面反射鏡構成，其中：離軸三反系統(tǒng)由第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡和第二 橢球面反射鏡組成；低溫黑體發(fā)出的光經(jīng)第一平面反射鏡折轉45°后，再由第一橢球面反 射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡反射，最后經(jīng)第二平面反射鏡再折轉45°后平行射 出。2. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一橢球面反射鏡、雙 曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡均為二次曲面，而無高次項系數(shù)。3. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一平面反射鏡、第一 橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡、第二平面反射鏡均采用鋁合金材料制 成。4. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述準直光學系統(tǒng)工作波段 為 3 y m~5 y m，8 y m~12 y m〇5. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)第一平面反射鏡、 第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡、第二平面反射鏡表面鍍鋁膜。6. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一橢球面反射鏡離軸 量為0。7. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述雙曲面反射鏡離軸量為 3mm 〇8. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述第二橢球面反射鏡離軸 量為 11. 7mm〇9. 根據(jù)權利要求1所述的低溫準直光學系統(tǒng)，其特征在于所述光學系統(tǒng)工作在100K低 溫下。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫準直光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)由離軸三反系統(tǒng)、第一平面反射鏡和第二平面反射鏡構成，其中：離軸三反系統(tǒng)由第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡和第二橢球面反射鏡組成；低溫黑體發(fā)出的光經(jīng)第一平面反射鏡折轉45°后，再由第一橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、第二橢球面反射鏡反射，最后經(jīng)第二平面反射鏡再折轉45°后平行射出。該系統(tǒng)工作波段為3μm~5μm，8μm~12μm，具備結構簡單、無中心遮攔、寬波段、可用于低溫下等優(yōu)點。
【IPC分類】G02B17/06
【公開號】CN105068229
【申請?zhí)枴緾N201510503216
【發(fā)明人】翟金龍, 張旺, 解放, 邱成波, 薛文慧, 陳婷, 任國燾, 胡忠輝
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月17日