专利名称：折反射式宽波段成像望远镜光学系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学元件、系统，具体是指折反射式宽波段成像望远镜光学系统，它用于对0.4μm～2.5μm波段，即可见光至短波红外波段的光学成像。
本发明的0.4μm～2.5μm宽波段成象望远镜光学系统如
图1所示。光学系统从物方至象方按顺序由一个次反射镜1、一个主反射镜2和一个消色差校正镜组3组成。
来自物方的光束射向主反射镜2，经其反射至次反射镜1，再由次反射镜1反射向象方，依次通过消色差校正镜组3中的折射透镜301、折射透镜302和折射透镜303，在象方像平面4上成像。
所说的次反射镜1为凸反射镜，主反射镜2为凹反射镜，它们的曲面均为标准二次曲面，即抛物面、椭圆面或双曲面。
所说的消色差校正镜组3用来校正光束经过主反射镜2和次反射镜1后的残余单色象差，同时担负一定的光焦度。消色差校正镜组3本身是消色差的，它由三片折射透镜组成，其中的折射透镜301和折射透镜302为球面透镜，折射透镜303为非球面透镜，其R332曲面采用标准二次曲面，在系统像质要求不高场合，折射透镜303也可采用球面透镜。消色差校正镜组3采用同一种材料，选用的材料要求对0.4微米～2.5微米波段是透明的，如石英晶体、ZnSe晶体、ZnS晶体、CaF2晶体等。折射透镜301、折射透镜302和折射透镜303的光焦度301、301、301分配应满足以下公式(1)、(2)的要求301+302+303＝(1) 公式(1)保证消色差校正镜3担负系统一定的光焦度，公式(2)保证消色差校正镜3本身是消色差的，公式中符号h表示光线入射各折射透镜时的高度。根据公式(2)的要求，通过合理调配消色差校正镜组3中各透镜的光焦度以及相对位置来消除校正镜组的色差。
本发明的光学系统的优点是系统结构简单，加工、装校通过常规技术就可解决，光学系统可采用同一种石英光学材料构成，从而有利于保证光学系统对温度的稳定性。
相对孔径1∶2.5；焦距450mm；视场2.3°；工作波长0.4μm～2.5μm；光学系统具体设计参数如表1所示。
表1元件名称 面曲率半径 非球面系 孔径间隔或厚 材料序号 (mm) 数(e2) (mm)度(mm)主反射镜 R2-266.431 18079.40(d1)次反射镜 R1-164.274.1714 79 65.39(d2)折射透镜 R311 35.43 48 5.19 石英301 R312 44.08 48 18.73(d3)折射透镜 R321 77.33 38 3.81 石英302 R322 27.39 38 10.20(d4)折射透镜 R331 -70.3933 17.0 石英303 R332 -40.111.7638 33 48.0(d5)像面 18
权利要求
1.一种折反射式宽波段成像望远镜光学系统，包括主反射镜、次反射镜和一个消色差校正镜组，其特征在于a).光学系统从物方至象方按顺序由一个次反射镜(1)、一个主反射镜(2)和一个消色差校正镜组(3)组成；来自物方的光束射向主反射镜(2)，经其反射至次反射镜(1)，再由次反射镜(1)反射向象方，依次通过消色差校正镜组(3)中的折射透镜(301)、折射透镜(302)和折射透镜(303)，在象方像平面(4)上成像；b).所说的次反射镜(1)为凸反射镜，主反射镜(2)为凹反射镜，它们的曲面均为标准二次曲面，即抛物面、椭圆面或双曲面；c)所说的消色差校正镜组(3)由三片折射透镜组成，其中的折射透镜(301)和折射透镜(302)为球面透镜，折射透镜(303)为非球面透镜，其R332曲面采用标准二次曲面；三片折射透镜采用同一种材料，所选用的材料要求对0.4微米～2.5微米波段是透明的，如石英晶体、ZnSe晶体、ZnS晶体、CaF2晶体等。
2.根据权利要求1.一种折反射式宽波段成像望远镜光学系统，其特征在于所说的消色差校正镜组(3)具有光焦度，组成它的各折射透镜，即折射透镜(301)、折射透镜(302)和折射透镜(303)的光焦度301、301、301的分配应满足下列公式的要求301+302+303＝ (1) 公式中符号h()表示光线入射各折射透镜时的高度。
3.根据权利要求1.一种折反射式宽波段成像望远镜光学系统，其特征在于所说的折射透镜(303)在系统像质要求不高的场合也可采用球面透镜。
全文摘要
本发明公开了一种折反射式宽波段成像望远镜光学系统,它用于对0.4μm～2.5μm波段,即可见光至短波红外的宽波段的光学成像。本发明的光学系统从物方至象方按顺序由一个次反射镜、一个主反射镜和一个消色差校正镜组组成。消色差校正镜组本身是消色差的,它由三片采用同一种材料制成的折射透镜组成。该光学系统结构简单,系统加工、装校通过常规技术就可解决,光学系统可采用同一种石英光学材料构成,从而有利于保证光学系统的温度稳定性。
文档编号G02B23/02GK1383021SQ0211181
公开日2002年12月4日 申请日期2002年5月23日 优先权日2002年5月23日
发明者沈蓓军, 刘宝丽, 刘银年, 王建宇, 薛永祺 申请人:中国科学院上海技术物理研究所