CN105115598B - 一种远紫外光远距离探测器和探测器光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种远紫外光远距离探测器和探测器光学系统，其特征在于：包括滤光镜、第一反射镜、第二反射镜、传感器玻璃、传感器，滤光镜与第一反射镜平行设置，在滤光镜与第一反射镜之间设有第二反射镜、传感器玻璃、传感器，滤光镜相邻端设有第二反射镜，第一反射镜相邻端设有传感器，第二反射镜与传感器之间设有传感器玻璃。本发明解决远红外探测器探测距离短的问题，提高了探测器的灵敏度，扩大探测器的探测范围，可达到1000米，且扩大探测器的视场角，在实现基本功能前提下，降低了产品加工、装配调试的成本。
Description
技术领域
本发明属于以远紫外光远距离探测的技术领域，尤其是一种远紫外光远距离探测器和探测器光学系统。
背景技术
紫外光，尤其是在185nm～260nm的远紫外光、近紫外光光谱区，再进入大气层时，几乎全部被臭氧层吸收，而地球表面的在该光谱区内，主要是由物体燃烧、物体间剧烈摩擦使周围的空气电离、高压放电产生的电晕面产生的。
因此该光谱区出现时，必定伴随着燃烧、爆炸、高速飞行造成周围空气电离、高压放电现象，可以利用收集远紫外光信息来进行森林火灾、油库、易燃易爆库房的火灾预警、高压输电线路的检修、高速飞行器的搜索或跟踪。
目前国内的森林火灾预警远红外探测器，能够探测的距离在500米以内，限制了远红外探测器的使用范围。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供了一种远紫外光远距离探测器和探测器光学系统，本发明解决远红外探测器探测距离短的问题，提高了探测器的灵敏度，扩大探测器的探测范围，可达到1000米，且扩大探测器的视场角，在实现基本功能前提下，降低了产品加工、装配调试的成本。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种探测器光学系统，由滤光镜、第一反射镜、第二反射镜、传感器玻璃、传感器连接而成，滤光镜与第一反射镜平行设置，在滤光镜与第一反射镜之间设有第二反射镜、传感器玻璃、传感器，滤光镜相邻端设有第二反射镜，第一反射镜相邻端设有传感器，第二反射镜与传感器之间设有传感器玻璃，所述第一反射镜的有效口径为173.2mm，所述第一反射镜的半径为-350mm～-410mm，所述第二反射镜的有效口径为70.7mm，所述第二反射镜的半径为900mm～950mm，所述第一反射镜与所述滤光镜的间距为145.6mm，所述第二反射镜与所述滤光镜的间距为5.13mm，所述传感器位于系统像面前方10mm处，所述滤光镜外侧与所述第一反射镜的外侧间距为150.6mm，光学系统的全长为150.6mm，焦距为175mm，视场角为5.4度，有效孔径为160mm，相对孔径为1.09，所述滤光镜的两面均镀有多层截止膜，所述滤光镜的材料为二氧化硅。
作为进一步优选，所述滤光镜的孔径为160mm，厚度为5mm。
一种远紫外光远距离探测器，应用所述探测器光学系统，所述第一反射镜为高阶偶次非球面曲面，所述第一反射镜的反射面镀铝，所述第二反射镜为高阶偶次非球面曲面，所述第二反射镜的反射面镀铝，所述传感器为紫外光敏管。
上述技术方案的有益效果在于：
本发明采用三片式光学系统，可将1000米距离的微弱的远紫外光收集到紫外光敏管的阳极上，解决现有探测器距离小于500米的技术瓶颈，与现有探测器相比，口径大，长度短，重量轻，且具有极高的灵敏度和较大的视场角，可以满足森林火灾、油库、易燃易爆库房的火灾预警、高压输电线路的检修、高速飞行器的搜索或跟踪的需求；本发明的远紫外光远距离探测器的光学系统的结构简单，调试方便，且在保证功能实现的情况下，具有生产成本、装配调试成本低的优势。
附图说明
图1为本发明的探测器光学系统的结构示意图。
图中：1、滤光镜；2、第一反射镜；3、第二反射镜；4、传感器玻璃；5、传感器。
具体实施方式
为使本发明的特点和优点更加清楚，下面结合具体实施例进行描述。
如图1所示，一种远紫外光远距离探测器，包括滤光镜1、第一反射镜2、第二反射镜3、传感器玻璃4、传感器5，滤光镜1与第一反射镜2平行设置，在滤光镜1与第一反射镜2之间设有第二反射镜3、传感器玻璃4、传感器5，滤光镜1相邻端设有第二反射镜3，第一反射镜2相邻端设有传感器5，第二反射镜3与传感器5之间设有传感器玻璃4。
本实施例中，所述滤光镜1的两面均镀有多层截止膜，使280～340nm的光谱透过率小于5％，一层截止膜只能截止光谱的一部分的通过，如果满足280nm～340nm的光谱截止，需要多层截止膜才能实现，滤光镜1使用材料为二氧化硅，在玻璃材料中，二氧化硅石英玻璃对紫外光的透过率最高，并使用成本低，石英玻璃能很好满足185nm～260nm的紫外光的透过。
本实施例中，所述第一反射镜2为高阶偶次非球面曲面，所述第一反射镜2的反射面镀铝，采用反射面镀铝膜，反射率可达到86％～92％，反射面要求反射率越高越好。
本实施例中，所述第二反射镜3为高阶偶次非球面曲面，所述第二反射镜3的反射面镀铝，采用反射面镀铝膜，反射率可达到86％～92％，反射面要求反射率越高越好。
本实施例中，所述传感器5为紫外光敏管，光线经过滤光镜1，经过第一反射镜2，第二反射镜3后，透过传感器玻璃4，进入紫外光敏管后，准确地汇聚到紫外光敏管的阳极上，紫外光敏管的阳极受到紫外光的照射后产生电信号，电信号经过处理、放大后产生脉冲信号输出到处理器上，就可实现远紫外光的探测。
一种探测器光学系统，由所述远紫外光远距离探测器的滤光镜1、第一反射镜2、第二反射镜3、传感器玻璃4、传感器5连接而成，所述第一反射镜2的有效口径为173.2mm，所述第一反射镜2的半径为-350mm～-410mm，所述第二反射镜3的有效口径为70.7mm，所述第二反射镜3的半径为900mm～950mm，所述第一反射镜2与所述滤光镜1的间距为145.6mm，所述第二反射镜3与所述滤光镜1的间距为5.13mm，所述传感器5位于系统像面前方10mm处，所述滤光镜1外侧与所述第一反射镜2的外侧间距为150.6mm，即光学系统的全长为150.6mm，焦距为175mm，视场角为5.4度，有效孔径为160mm，相对孔径为1.09。
本实施例中，所述滤光镜1的孔径为160mm，厚度为5mm。
使用时，带有远紫外光的进入滤光镜1，经过第一反射镜2，第二反射镜3后，透过传感器玻璃4，进入紫外光敏管后，准确地汇聚到紫外光敏管的阳极上，紫外光敏管的阳极受到紫外光的照射后产生电信号，电信号经过处理、放大后产生脉冲信号输出到处理器上，就可实现远紫外光的探测。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种探测器光学系统，由滤光镜、第一反射镜、第二反射镜、传感器玻璃、传感器连接而成，其特征在于：滤光镜与第一反射镜平行设置，在滤光镜与第一反射镜之间设有第二反射镜、传感器玻璃、传感器，滤光镜相邻端设有第二反射镜，第一反射镜相邻端设有传感器，第二反射镜与传感器之间设有传感器玻璃，所述第一反射镜的有效口径为173.2mm，所述第一反射镜的半径为-350mm～-410mm，所述第二反射镜的有效口径为70.7mm，所述第二反射镜的半径为900mm～950mm，所述第一反射镜与所述滤光镜的间距为145.6mm，所述第二反射镜与所述滤光镜的间距为5.13mm，所述传感器位于系统像面前方10mm处，所述滤光镜外侧与所述第一反射镜的外侧间距为150.6mm，光学系统的全长为150.6mm，焦距为175mm，视场角为5.4度，有效孔径为160mm，相对孔径为1.09，所述滤光镜的两面均镀有多层截止膜，所述滤光镜的材料为二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的探测器光学系统，其特征在于：所述滤光镜的孔径为160mm，厚度为5mm。
3.一种远紫外光远距离探测器，应用权利要求1和2中任一项所述探测器光学系统，其特征在于：所述第一反射镜为高阶偶次非球面曲面，所述第一反射镜的反射面镀铝，所述第二反射镜为高阶偶次非球面曲面，所述第二反射镜的反射面镀铝，所述传感器为紫外光敏管。
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