CN103777316B - 一种紫外物镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紫外物镜，从物方至像方按顺序依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜构成整个透镜组；所述第三透镜靠近像方的表面为非球面；所述第五透镜靠近物方的表面为非球面；所述第七透镜靠经物方的表面为非球面；所述第二透镜、第四透镜、第六透镜和第八透镜为正透镜；所述第一透镜、第三透镜、第五透镜和第七透镜为负透镜。本发明结构简单，在保证成像质量不变的同时，大大减小了光学系统的尺寸。本发明在视场角为10°不变的情况下，成功的将紫外物镜的像空间工作数降低到了1.6，大大提高了其探测紫外光的能力。

Description

一种紫外物镜
技术领域
本发明涉及一种光学元件，特别涉及一种紫外物镜。
背景技术
随着紫外技术广泛应用，世界上几大玻璃技术公司都开发新的透紫外玻璃系列产品。但是能透过光谱范围（0.2μm~0.4μm）的紫外材料不多，主要使用熔石英和氟化钙。由于紫外的色散较大，紫外光学系统普遍存在严重的色差，限制了紫外物镜的发展。现在紫外物镜主要有两大类，一种是由氟化钙和熔石英组成的透射式的物镜，一种是由熔石英和反射镜组成的折返式的物镜。
目前所报导的紫外物镜中，紫外物镜的像空间工作数F/D都比较大（F代表光学系统的直径，D代表光学系统的入瞳直径），由于物镜的像空间工作数F/D代表物镜收集能量的强弱，所以紫外物镜的像空间工作数F/D直接影响了紫外探测系统的探测能力和准确度。
发明内容
本发明的目的是提供一种大大提高了探测紫外光能力的紫外物镜。
实现本发明目的的技术方案是：本发明具有正透镜、负透镜和光阑；从物方至像方按顺序依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜构成整个透镜组；所述第三透镜靠近像方的表面为非球面；所述第五透镜靠近物方的表面为非球面；所述第七透镜靠经物方的表面为非球面；所述第二透镜、第四透镜、第六透镜和第八透镜为正透镜；所述第一透镜、第三透镜、第五透镜和第七透镜为负透镜；所述正透镜的阿贝尔常数大于负透镜的阿贝尔常数；来自目标的光束依次经过第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜后汇聚到像面上成像。
上述第一透镜、第三透镜、第五透镜和第七透镜的材料为熔石英；所述第二透镜、第四透镜、第六透镜和第八透镜的材料为氟化钙。
本发明具有积极的效果：（1）本发明结构简单，在保证成像质量不变的同时，大大减小了光学系统的尺寸；（2）本发明在视场角为10°不变的情况下，成功的将紫外物镜的像空间工作数降低到了1.6，大大提高了其探测紫外光的能力。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
见图1，本发明从物方至像方按顺序依次由第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑9、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8构成整个透镜组；所述第三透镜3靠近像方的表面为非球面；所述第五透镜5靠近物方的表面为非球面；所述第七透镜7靠经物方的表面为非球面；所述第二透镜2、第四透镜4、第六透镜6和第八透镜8为正透镜，其材质都为氟化钙；所述第一透镜1、第三透镜3、第五透镜5和第七透镜7为负透镜，其材质都为熔石英；所述正透镜的阿贝尔常数大于负透镜的阿贝尔常数；来自目标的光束依次经过第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、光阑9、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和第八透镜8后汇聚到像面10上成像。
该产品具体结构如下表1：
表1（单位mm）:
该产品的焦距为50mm，当物距为无线距离时像空间工作数F/D为1.6（F代表光学系统的直径，D代表光学系统的入瞳直径）。从第一透镜1靠近物面的表面与光轴的交点到像面的距离是88.44mm，第八透镜8靠经像面的表面与光轴的交点到像面的距离是27.02mm。
本产品适用于紫外波段为230nm~375nm，且使用在可见光波段430nm~650nm时也有很好的成像质量。当波长为230nm~375nm时，在50lp/mm（线对/毫米）时，MTF（调制传递函数）值为0.1，在30lp/mm时，MTF值为0.3，由于本产品主要针对像元大小为20μm的紫外探测器进行设计，所以本产品的解像能力完全满足紫外探测器的要求。此外，随着探测器的分辨率的不断提升，本产品也可以匹配单个像元大小为10微米的传感器。视场角为0°、3.5°、5°时，本产品对无穷远目标所形成的均方根弥散斑半径最小为9μm，最大的为11μm。由于本产品主要针对单个像元大小为20μm的紫外探测器进行的设计，均方根弥散斑直径为18μm，只是边缘视场的均方根弥散斑直径为22μm，略大于20μm，但不影响本产品与传感器匹配良好。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种紫外物镜，具有正透镜、负透镜和光阑；从物方至像方按顺序依次由第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、光阑(9)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和第八透镜(8)构成整个透镜组；所述第二透镜(2)、和第六透镜(6)为正透镜；所述第一透镜(1)和第五透镜(5)为负透镜；所述正透镜的阿贝尔常数大于负透镜的阿贝尔常数；来自目标的光束依次经过第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、光阑(9)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和第八透镜(8)后汇聚到像面(10)上成像；其特征在于：所述第三透镜(3)靠近像方的表面为非球面；所述第五透镜(5)靠近物方的表面为非球面；所述第七透镜(7)靠近物方的表面为非球面；所述第四透镜(4)和第八透镜(8)为正透镜；所述第三透镜(3)和第七透镜(7)为负透镜。
2.根据权利要求1所述的一种紫外物镜，其特征在于：所述第一透镜(1)、第三透镜(3)、第五透镜(5)和第七透镜(7)的材料为熔石英；所述第二透镜(2)、第四透镜(4)、第六透镜(6)和第八透镜(8)的材料为氟化钙。
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