一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统

本发明涉及夜视、空间天气探测和深空探测领域，特别涉及一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统。

背景技术：

1、在光学成像领域，探测和捕获真空紫外弱光的能力是至关重要的。这种能力在许多应用中都有需求，包括夜视设备、空间天气探测和深空探测等。然而，由于真空紫外弱光的特殊性质，如微弱的光强、短的波长等，使得其探测并有效成像成为一大挑战。

2、真空紫外弱光的光强极低，这使得传统的光学成像系统难以获取足够的光信号以形成清晰的图像。在大多数情况下，为了获取高质量的图像，需要足够的光信号和高性能的光学元件。然而，在真空紫外波段，足够的光信号往往难以获取。即使有足够的目标源，真空紫外光的波长较短，光在传输过程中也可能会被大气和其他环境因素所吸收或散射，从而导致图像质量的降低。

3、微弱光信号的探测和处理也是一个重大的挑战。在真空紫外弱光探测技术中，通常使用光电倍增管(pmt)和雪崩光电二极管(apd)等光电探测器。这些探测器可以将微弱的光信号转化为可测量的电信号，从而实现光信号的探测和分析。然而，这些探测器的性能受到温度、电压和其他环境因素的影响，使得它们在实际应用中的稳定性和可靠性存在问题。此外，这些探测器只能实现单点探测不能同时成像，存在局限性。

4、因此，开发一种基于真空紫外弱光探测的高效光学成像系统，以提高微弱光信号的探测效率和性能，是当前光学成像领域的一个重要研究方向。这需要成像系统探测效率上进行创新和改进，以解决真空紫外弱光探测技术中的各种问题，推动光学成像技术的进步。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统。

2、为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现。

3、本发明设计了一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其所述探测系统包括四个反射镜；所述四个反射镜同轴，用于使进入到所述探测系统的真空紫外弱光在传播过程中保持在同一条光轴上。

4、作为上述技术方案的改进之一，所述四个反射镜包括：主反射镜、次反射镜、三反射镜和四反射镜；

5、所述主反射镜作为入瞳，设置有孔径光阑；

6、所述主反射镜和四反射镜设置在次反射镜和三反射镜之间；

7、所述主反射镜和四反射镜的直径小于次反射镜和三反射镜。

8、作为上述技术方案的改进之一，所述主反射镜和次反射镜均采用非球面设计。

9、作为上述技术方案的改进之一，所述三反射镜和四反射镜均采用球面设计。

10、作为上述技术方案的改进之一，所述主反射镜的遮拦比在8：2到10：2之间。

11、作为上述技术方案的改进之一，每个反射镜的基底均为玻璃。

12、作为上述技术方案的改进之一，每个反射镜基底玻璃的材料均为bk7g18。

13、作为上述技术方案的改进之一，每个反射镜的基底上还镀有带通膜层。

14、作为上述技术方案的改进之一，所述探测系统还包括窗口玻璃；所述窗口玻璃起到保护所述探测系统的作用。

15、作为上述技术方案的改进之一，所述窗口玻璃的材料为mgf2或baf2。

16、本发明与现有技术相比优点在于：

17、1.提高成像质量：通过采用非球面设计的主反射镜和次反射镜，可以有效地改善光学系统的像差，从而提高系统的成像质量；

18、2.简化系统设计：三反射镜和四反射镜采用球面设计，可以有效地减少系统的复杂性，简化系统的制造和调试过程；

19、3.提高信噪比：设计合理的遮拦比，可以有效地减小系统的杂光，从而提高系统的信噪比；

20、4.提高系统灵敏度：同轴四反光学结构可以有效地实现大口径和低杂光的真空紫外弱光探测，提高了系统的灵敏度；

21、5.便于装调：此光学系统为同轴光学结构，便于装调；

22、6.提供新的解决方案：为真空紫外弱光探测技术的发展和应用提供了一种新的解决方案。

技术特征：

1.一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述探测系统包括四个反射镜；

2.根据权利要求1所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述四个反射镜包括：主反射镜、次反射镜、三反射镜和四反射镜；

3.根据权利要求2所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述主反射镜和次反射镜均采用非球面设计。

4.根据权利要求2所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述三反射镜和四反射镜均采用球面设计。

5.根据权利要求2所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述主反射镜的遮拦比在8：2到10：2之间。

6.根据权利要求1所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，每个反射镜的基底均为玻璃。

7.根据权利要求6所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，每个反射镜基底玻璃的材料均为bk7g18。

8.根据权利要求6所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，每个反射镜的基底上还镀有带通膜层。

9.根据权利要求1-8之一所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述探测系统还包括窗口玻璃；所述窗口玻璃起到保护探测系统的作用。

10.根据权利要求9所述的基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统，其特征在于，所述窗口玻璃的材料为mgf2或baf2。

技术总结
本发明涉及夜视、空间天气探测和深空探测领域，特别涉及一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统。本发明的核心是一种基于同轴四反光学结构的真空紫外弱光探测系统。这种结构主要由一个主反射镜、一个次反射镜、一个三反射镜和一个四反射镜组成，这四个反射镜都位于同一个光轴上，使用带通膜层对带外杂散光进行抑制，从而实现了大口径和低杂光的目标。

技术研发人员：李鹏达,王咏梅,石恩涛,毛靖华,刘玖,王子跃,宋键,黄伟鹏
受保护的技术使用者：中国科学院国家空间科学中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19