一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统的制作方法

一项关于仿真测试的技术，具体涉及一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统

背景技术：

1、该系统有效解决多模复合寻的制导，观察目标不一致等问题。

2、目前正在应用或研究的多模复合寻的导引头仿真，主要采用的是双模复合的形式。双模复合制导武器主要包括紫外/红外、可见光/红外、激光/红外、微波/红外和毫米波/红外成像等。本实用新型是基于激光/红外复合成像光学系统进行的改进设计。

3、目前由关复合成像系统主要分为分口径设计和基于卡塞格林系统的共口径设计两种。其中分口径设计常使用双光路隔离设置，这种设置的缺点是可见光光路过多占用红外光路的空间。

4、基于卡塞格林系统的共口径设计的一个实例是《可见光/中波红外双波段共口径光学系统设计》(郭钰琳等，《红外技术》，2018年2月)，这种设计由于可见光光路和红外光路共用同一口径，因此相比于分口径设计解决了红外光路空间被占用的问题，但卡塞格林系统本身瞬时视场很小，而为保证足够的作用距离其长波红外光路口径又偏长，很难通过扫描方式获得足够的视场。因此需要一种新的共口径复合成像光学系统，在既保证激光/长波红外可实现共口径共像面的基础上，保证光学系统的成像质量，提升光学系统的视场范围。

技术实现思路

1、本实用新型采用以下方案实现：一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，所述光学系统中沿光线自前向后入射方向依次设有成像镜组a、成像镜组b、成像镜组c和成像镜组d；所述成像镜组a包括凸面向前的正月牙形透镜a-1；所述成像镜组b包括凸面向前的负月牙形透镜b-1；所述成像镜组c包括曲率半径更小一侧向前的正双凸透镜c-1；所述成像镜组d包括凸面向前的负月牙形透镜d-1；

2、进一步的，所述正月牙形透镜a-1和负月牙形透镜b-1之间的空气间隔为78.57mm；所述负月牙形透镜与b-1与正双凸透镜c-1之间的空气间隔为23.07mm；所述正双凸透镜c-1与负月牙形透镜d-1之间的空气间隔为0.1mm；负月牙透镜d-1与像面之间的空气间隔为138.33mm；

3、进一步的，所述本实例光学系统的视场可以保证≥6°×5°；出瞳口径为90mm；出瞳距离为700mm；

技术特征：

1.一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，所述系统中沿光线自前向后入射方向依次设有成像镜组a、成像镜组b、成像镜组c和成像镜组d；所述成像镜组a包括凸面向前的正月牙形透镜a-1；所述成像镜组b包括凸面向前的负月牙形透镜b-1；所述成像镜组c包括曲率半径更小一侧向前的正双凸透镜c-1；所述成像镜组d包括凸面向前的负月牙形透镜d-1。

2.根据权利要求1所述的激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：所述正月牙形透镜a-1和负月牙形透镜b-1之间的空气间隔为78.57mm；所述负月牙形透镜与b-1与正双凸透镜c-1之间的空气间隔为23.07mm；所述正双凸透镜c-1与负月牙形透镜d-1之间的空气间隔为0.1mm；负月牙透镜d-1与像面之间的空气间隔为138.33mm。

3.根据权利要求1所述的激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：正月牙形透镜a-1、正双凸透镜c-1的材料为硒化锌，其折射率为2.406；负月牙形透镜b-1的材料为硫系玻璃，其折射率为2.778；负月牙形透镜d-1的材料为多光谱硫化锌，其折射率为2.20；本实例中采用了多种激光/长波红外的常见光学材料，对系统像差进行有效校正，系统公差灵敏度较低，便于进行装调和测试。

4.根据权利要求1所述的激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：正月牙形透镜a-1的前镜面的曲率半径为349.563mm，后镜面为非球面和衍射面；负月牙形透镜b-1的前镜面为非球面，后镜面的曲率半径为149.202mm；正双凸透镜c-1的前镜面和后镜面的曲率半径分别为261.712mm和2060.271mm；负月牙形透镜d-1的前镜面为非球面，后镜面的曲率半径为109.634mm。

5.根据权利要求1所述的激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：所述系统的视场可以保证≥6°×5°；出瞳口径为90mm；出瞳距离为700mm。

技术总结
一种激光与长波红外的大视场共口径共像面复合成像系统，其特征在于：所述光学系统中沿光线自前向后入射方向依次设有成像镜组A、成像镜组B、成像镜组C和成像镜组D；所述成像镜组A包括凸面向前的正月牙形透镜A‑1；所述成像镜组B包括凸面向前的负月牙形透镜B‑1；所述成像镜组C包括更为弯曲一面向前正双凸透镜C‑1；所述成像镜组D包括凸面向前的负月牙形透镜D‑1；解决现有技术中分口径设计占用过多红外光路的空间，而基于卡塞格林系统的共口径设计视场过小的缺陷，在既保证激光/长波红外可实现共口径共像面的基础上，保证光学系统的成像质量，提升光学系统的视场范围。

技术研发人员：于鹏亮,吴兴广,于洪洋,沙迪,高金红,单小桐
受保护的技术使用者：哈尔滨新光光电科技股份有限公司
技术研发日：20221214
技术公布日：2024/1/11