以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，属于强激光近距离毁伤领域。本发明光学系统由椭球面反射镜(1)和抛物面反射镜(2)组成，激光器出射的高能激光先入射至抛物面反射镜(2)，再经抛物面反射镜(2)反射至椭球面反射镜(1)，由椭球面反射镜(1)汇聚至焦点处，对目标进行毁伤打击。所述椭球面反射镜(1)长轴焦点F2与抛物面反射镜(2)焦点F1’重合，且椭球面反射镜(1)长轴与抛物面反射镜(2)的光轴重合。本发明在传统以抛物镜为主镜的离轴反射光学系统基础上，对光学系统进行了优化，在不改变原系统体积、重量和加工成本的前提下，提高了出射激光在近距离的会聚能力，增强了系统作战效力。
【专利说明】以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及离轴反射光学系统，特别涉及一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系 统，属于强激光近距离毁伤领域。 技术背景
[0002] 根据快速发展的近距离防空军事领域的需求，激光毁伤装置的应用越来越广泛。 此类激光毁伤装置的作战距离主要集中在500m?3km，因此，激光出射系统的会聚光斑也 需要在此作用范围内达到能量最大值。激光出射系统的传统结构形式由两片离轴抛物面镜 构成平行光入射，平行光出射的无焦光学系统。系统的出射激光最佳工作点在…远处，对于 近距离的目标，系统依靠次镜的轴向移动，改变主次镜的间距，使光斑再次聚焦在不同物距 处。此类系统的问题在于，系统在500m?3km的会聚点并不理想，造成了近距离下，激光聚 焦光斑的功率密度降低，从而损失系统的毁伤能力。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为解决传统激光出射系统近距离激光汇聚不理想导致的毁伤能 力弱的问题，提出一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，该系统能在近距离工作下具 有最强的激光能量集中度。
[0004] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0005] -种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，由椭球主镜和抛物面次镜组成，激光 器出射的高能激光先入射至抛物面次镜，再经抛物面次镜反射至椭球主镜，由椭球主镜汇 聚至焦点处，对目标进行毁伤打击。
[0006] 采用主镜为椭球镜，次镜为抛物面镜的光学结构。激光先经抛物面次镜反射，在焦 点处形成完善像点，再入射至椭球面主镜，由椭球主镜汇聚至焦点处，对I. 5km的目标精确 聚焦。这种结构形式，能在近距离目标处很好的聚焦，从而提高在这些距离下，系统的毁伤 能力，最大限度的发挥高能激光的毁伤能力。
[0007] 有益效果：
[0008] 本发明的优点在于利用光学设计优化了传统激光出射系统，用椭球面代替抛物面 做系统主镜。由于椭球面主镜比抛物面主镜的结构具有更小的衍射光斑和更高的能量集中 度，使得出射激光光斑更符合近距离毁伤的系统需求。同时，椭球面的加工工艺也未增加加 工难度，没有造成加工成本的上升。系统在不改变原系统体积、重量和加工成本的前提下， 提高了出射激光在近距离的会聚能力，增强了系统作战效力。因而，在近距离防空等军事领 域有广泛的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明椭球面反射镜的原理光路图；
[0010] 图2为本发明抛物面反射镜的原理光路图；
[0011] 图3为本发明两反射系统的原理光路图；
[0012] 图4为本发明以椭球面反射镜为主镜的系统在不同距离处相同比例尺下的光斑 仿真图；
[0013] 图5为本发明以抛物面反射镜为主镜的系统在不同距离处相同比例尺下的光斑 仿真图。
[0014] 附图标记：1-椭球面反射镜、2-抛物面反射镜。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图及【具体实施方式】详细介绍本发明。
[0016] 下面以一种应用于近距离激光毁伤武器的本发明的光学系统为例说明本发明。
[0017] 一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，系统放大倍率为7倍。激光光斑 <p 50mm，先入射至次镜即抛物面反射镜2,经次镜2反射，入射至主镜即椭球面反射镜1， 由主镜1会聚在I. 5km处。次镜2可进行轴向移动，通过调焦来实现在500m?3km的会聚。
[0018] 参照图1，椭球面反射镜1有一对共轭几何焦点Fl和F2,由F2发出的光线将严格 会聚于F1，没有像差。非球面的方程为
[0019]
【权利要求】
1. 一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，其特征在于：由椭球面反射镜（1)和抛 物面反射镜（2)组成，激光器出射的高能激光先入射至抛物面反射镜（2)，再经抛物面反射 镜（2)反射至椭球面反射镜（1)，由椭球面反射镜（1)汇聚至焦点处，对目标进行毁伤打击。
2. 根据权利要求1所述的一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，其特征在于：所 述椭球面反射镜（1)的长轴与所述抛物面反射镜（2)的光轴重合。
3. 根据权利要求1所述的一种以椭球镜为主镜的离轴反射光学系统，其特征在于：所 述椭球面反射镜（1)的长轴上距离所述抛物面反射镜（2)较近的焦点与所述抛物面反射镜 (2)的焦点重合。
【文档编号】G02B17/06GK104407433SQ201410650735
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】刘琳, 李林 申请人:北京理工大学