用于主被动复合探测的红外光学系统

本公开涉及光电探测的，尤其涉及用于主被动复合探测的红外光学系统。

背景技术：

1、在光电探测领域，光电探测系统需要具有非常远的作用距离和高分辨率成像性能，且要能满足高集成性、小体积的要求。为满足光电探测设备小型化与智能化的要求，在有限的空间内集成多种探测方式可以有效提高其探测能力和抗干扰能力。主动激光探测的探测距离远、探测精度高；红外成像可以做到恶劣天气下全天时的被动成像。两种探测方式互补可以获取到更多的目标和背景信息，并且可以提高探测系统的抗干扰能力，具有极高的应用价值。

2、目前的激光红外复合探测光学系统使用的都是分置式设计或者共孔径的同轴设计。对于分置式的设计，就是在同一个结构件中放置一个红外光学系统和激光光学系统，通常使用上下放置的方式或左右放置的方式，这种设计装调简单，但缺点是体积大、成本高，无法满足光电探测系统的小型化要求。对于共孔径的同轴设计，往往都需要使用共用镜片组进行激光和红外信号的透射，然后再使用分光镜分离激光和红外信号，使激光和红外信号分别通过激光镜片组和红外镜片组。这种设计使用的镜片数量多，会使得光学系统重量大、成本高，且装调非常困难。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了用于主被动复合探测的红外光学系统，以改善激光红外复合探测光学系统体积大、重量大、成本高的问题。

2、本公开的一个方面提供了一种用于主被动复合探测的红外光学系统，包括：壳体；红外成像机构，包括红外框架和红外镜组，红外框架设置于壳体内，红外镜组设于红外框架内形成红外通道，红外镜组结合红外探测器用于对目标对象进行被动成像；激光探测机构，包括激光框架和激光镜组，激光框架可分离式设置于红外框架内，激光镜组设于激光框架内形成激光通道，激光镜组结合激光探测器用于对目标对象进行角度和距离的测量；其中，激光镜组与红外镜组偏心布设

3、可选地，红外镜组包括沿光线入射方向依次布设的第一主镜、第一次镜和第一透镜；第一主镜用于将入射光线汇聚至第一次镜表面；第一次镜和第一透镜用于对入射光线校正和消除球差、像差、慧差后成像至红外探测器的光敏面进行成像。

4、可选地，激光镜组包括沿光线入射方向依次布设的滤光片、第二主镜和第二次镜；滤光片用于对入射光线进行带通滤波后得到特定波段的光线，第二主镜和第二次镜用于对特定波段的光线进行校正和消除像差后至激光探测器的光敏面进行探测。

5、可选地，激光框架位于第一主镜和第一次镜之间。

6、可选地，激光框架通过多个螺钉安装于红外框架上。

7、可选地，红外框架上开设有内螺纹，激光框架上开设有外螺纹，外螺纹与内螺纹螺纹装配。

8、可选地，激光通道中心轴线与红外通道中心轴线之间的距离d满足如下关系：

9、

10、其中，为激光通道的通光口径，为红外通道的通光口径。

11、可选地，激光通道的通光口径为30.5mm，红外通道的通光口径为为150mm。

12、可选地，第一主镜、第一次镜和第一透镜均通过压圈固定于红外框架内；滤光片、第二主镜和第二次镜均通过压圈固定于激光框架内。

13、可选地，第一主镜远离红外探测器的一侧凸出于激光框架设置。

14、本公开实施例采用的上述至少一个技术方案至少包括以下有益效果：

15、激光探测机构和红外成像机构独立设置于系统中，既能够复合使用同时对目标对象进行被动红外成像和主动激光探测，两种探测方式互补以获取更多的目标信息，有效提高该系统的抗干扰能力；也能够各自独立工作，只进行被动红外成像或主动激光探测，提高了系统的实用性；

16、通过将激光探测机构内置于红外成像机构中，且使激光镜组与红外镜组呈偏心设置采用非共轴的设计方法，在保证红外成像和激光探测的正常工作的同时，也使该系统在有限的空间内能够集成多种探测功能的需求，实现该系统的小型化；

17、将激光探测机构内置于红外成像机构中，能够减少镜片数量的使用，无胶合透镜，便于该系统的加工、测试与装调，同时有效缩小了系统的体积和重量，降低了成本，满足光电探测设备小型化与智能化的要求；

18、通过控制激光通道与红外通道之间的距离，降低激光通道工作中产生的热量对红外通道成像的热影响，有效的避免了激光通道工作对红外通道工作产生的热噪声影响，从而保证红外成像质量；

19、激光探测机构与红外成像机构可分离式的设计，能够实现该系统中激光探测机构或红外成像机构的任意替换、改装和维护，增强了系统的适用性。

技术特征：

1.一种用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述红外镜组(22)包括沿光线入射方向依次布设的第一主镜(221)、第一次镜(222)和第一透镜(223)；

3.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述激光镜组(32)包括沿光线入射方向依次布设的滤光片(321)、第二主镜(322)和第二次镜(323)；

4.根据权利要求2所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述激光框架(31)位于所述第一主镜(221)和所述第一次镜(222)之间。

5.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述激光框架(31)通过多个螺钉(4)安装于所述红外框架(21)上。

6.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述红外框架(21)上开设有内螺纹，所述激光框架(31)上开设有外螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹螺纹装配。

7.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述激光通道(33)中心轴线与所述红外通道(23)中心轴线之间的距离d满足如下关系：

8.根据权利要求7所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述激光通道(33)的通光口径为30.5mm，所述红外通道(23)的通光口径为为150mm。

9.根据权利要求1所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述第一主镜(221)、所述第一次镜(222)和所述第一透镜(223)均通过压圈(5)固定于所述红外框架(21)内；

10.根据权利要求2所述的用于主被动复合探测的红外光学系统，其特征在于，所述第一主镜(221)远离所述红外探测器(224)的一侧凸出于所述激光框架(31)设置。

技术总结
本公开提供一种用于主被动复合探测的红外光学系统，涉及光电探测领域，其包括壳体；红外成像机构，包括红外框架和红外镜组，所述红外框架设置于所述壳体内，所述红外镜组设于所述红外框架内形成红外通道，所述红外镜组用于对目标对象进行被动成像；激光探测机构，包括激光框架和激光镜组，所述激光框架可分离式设置于所述红外框架内，所述激光镜组设于所述激光框架内形成激光通道，所述激光镜组用于对目标对象进行角度和距离的测量；其中，所述激光镜组与所述红外镜组偏心布设。本公开的激光红外复合探测光学系统具有体积小、重量轻和制作成本低的效果。

技术研发人员：王金鑫,张观欣,席晓理,李冬梅,赵旭,赵向凯
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13