低温准直光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学技术领域，涉及一种应用于低温下的准直光学系统，尤其是涉及 一种双波段全反射式低温准直光学系统。
【背景技术】
[0002] 现有的准直光学系统多工作在常温下，而随着航空航天技术及空间远程探测技术 的发展与进步，对空间光学系统的要求越来越高，尤其是在模拟外太空的真空冷黑背景过 程中，使得低温准直光学系统的研制显得尤其重要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种低温准直光学系统，该系统工作波段为3 ym~5 ym， 具备结构简单、无中心遮拦、宽波段、可用于低温下等优点。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种低温准直光学系统，由离轴三反系统、第一平面反射镜和第二平面反射镜构成，其 中：离轴三反系统由第一椭球面反射镜、双曲面反射镜和第二椭球面反射镜组成。低温黑体 发出的光经第一平面反射镜折转45°后，再由第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球 面反射镜反射，最后经第二平面反射镜再折转45°后平行射出。
[0005] 本发明中，所述第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球面反射镜均为二次曲 面，而无高次项系数。
[0006] 本发明中，所述第一平面反射镜、第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球面 反射镜、第二平面反射镜均采用铝合金材料制成。
[0007] 本发明中，所述准直光学系统工作波段为3 y m~5 y m，8 y m~12 y m〇
[0008] 本发明中，所述系统第一平面反射镜、第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭 球面反射镜、第二平面反射镜表面镀铝膜。
[0009] 本发明中，所述第一椭球面反射镜离轴量为0。
[0010] 本发明中，所述双曲面反射镜离轴量为3mm。
[0011] 本发明中，所述第二椭球面反射镜尚轴量为11. 7mm。
[0012] 本发明中，所述系统工作在100K低温下。
[0013] 本发明具有如下优点： 1、本发明采用离轴三反式结构，有效消除中心遮拦。
[0014] 2、本发明采用的离轴三反系统中三片反射镜均为二次曲面，无高次项系数，易于 加工。
[0015] 3、本系统为全反射式，可实现无热化，工作在低温下。
【附图说明】
[0016] 图1为低温准直光学系统的组成及工作原理示意图； 图2为光学系统弥散斑点列图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本 发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的保护范围中。
[0018] 如图1所示，本发明提供的低温准直光学系统由离轴三反系统和两块平面反射镜 构成，其中：离轴三反系统由第一椭球面反射镜2、双曲面反射镜3、第二椭球面反射镜4组 成。低温黑体发出的光经第一平面反射镜1折转45°后，再由第一椭球面反射镜2、双曲面 反射镜3、第二椭球面反射镜4反射，最后经第二平面反射镜5折转45°后平行射出，成光 束准直。
[0019] 本系统中第一平面反射镜1、第一椭球面反射镜2、双曲面反射镜3、第二椭球面反 射镜4、第二平面反射镜5均采用铝合金制造，并镀铝膜，各部件的光学系统数据如表1所 示。由图2可知，光学系统各视场衍射斑直径的均方根值均小于爱里斑直径，即小于衍射 限。
【主权项】
1. 一种低温准直光学系统，其特征在于所述光学系统由离轴三反系统、第一平面反射 镜和第二平面反射镜构成，其中：离轴三反系统由第一椭球面反射镜、双曲面反射镜和第二 椭球面反射镜组成；低温黑体发出的光经第一平面反射镜折转45°后，再由第一椭球面反 射镜、双曲面反射镜、第二椭球面反射镜反射，最后经第二平面反射镜再折转45°后平行射 出。2. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述第一椭球面反射镜、双 曲面反射镜、第二椭球面反射镜均为二次曲面，而无高次项系数。3. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述第一平面反射镜、第一 椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球面反射镜、第二平面反射镜均采用铝合金材料制 成。4. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述准直光学系统工作波段 为 3 y m~5 y m，8 y m~12 y m〇5. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述系统第一平面反射镜、 第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球面反射镜、第二平面反射镜表面镀铝膜。6. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述第一椭球面反射镜离轴 量为0。7. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述双曲面反射镜离轴量为 3mm 〇8. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述第二椭球面反射镜离轴 量为 11. 7mm〇9. 根据权利要求1所述的低温准直光学系统，其特征在于所述光学系统工作在100K低 温下。
【专利摘要】本发明公开了一种低温准直光学系统，所述光学系统由离轴三反系统、第一平面反射镜和第二平面反射镜构成，其中：离轴三反系统由第一椭球面反射镜、双曲面反射镜和第二椭球面反射镜组成；低温黑体发出的光经第一平面反射镜折转45°后，再由第一椭球面反射镜、双曲面反射镜、第二椭球面反射镜反射，最后经第二平面反射镜再折转45°后平行射出。该系统工作波段为3μm~5μm，8μm~12μm，具备结构简单、无中心遮拦、宽波段、可用于低温下等优点。
【IPC分类】G02B17/06
【公开号】CN105068229
【申请号】CN201510503216
【发明人】翟金龙, 张旺, 解放, 邱成波, 薛文慧, 陈婷, 任国焘, 胡忠辉
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月17日