CN1412595A - 光瞳分割分光的双波段光学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光瞳分割分光的双波段光学成像系统，该系统采用光瞳分割棱镜将光束分割成同心圆环和中心圆两部分，并将这两部分光束分离进入各自的光学成像系统。本发明可以对波长间隔很近的两个波段分别进行成像，克服了传统光学分束片难以对波长非常接近的二个波段实现分离的难题。它可以应用于双波段红外成像、机载或星载红外遥感等领域。
Description
技术领域
本发明涉及光学元件、光学系统，具体涉及一种用于机载或星载红外遥感等领域中的一种通过光瞳分割实现分光的双波段光学成像系统。
技术背景
双波段红外光学成像系统由于具有可以同时对两个波段进行成像的特点，一直是国内外红外光学系统研究人员研究发展的对象。美国的Kebo，Reynold S.通过采用插入附加透镜组的方法在传统的红外光学系统上实现对双波段的转换成像，见欧洲专利：EP：0367197B1。英国的Herbert Morrison Runciman通过分束片插入附加透镜来实现红外双波段的同时成像，见英国专利：GB2299911A。
随着衍射光学元件研究的深入，折/衍混合光学系统得到了研究和发展，衍射元件技术在双波段成像系统中也得到了应用，美国的Chipper和Robert B.发明了折/衍混合双波段成像光学系统，见专利：U.S.Pat.No.6,018,414，在该折/衍混合双波段成像光学系统的前透镜组和后透镜组中各采用了一块衍射元件，成功实现了双波段传输。由于该双波段光学成像系统的二个波段分离程度较大，在焦平面上通过常规的分色片分光技术就可以将二个波段分开，从而实现双波段成像。如果对于分离程度较低的二个波段，常规分色片无法完全将二个波段完全分离，因此很难实现双波长成像。
发明内容
本发明的目的在于：设计一个二个波段分离程度较低的双波段成像光学系统，该系统通过光瞳分割的办法来实现双波长的分离，从而使系统实现双波段成像。
本发明光瞳分割分光的双波段光学成像系统如附图1所示，光学系统沿光线入射方向依次由扫描反射镜1、光瞳分割棱镜2、波段一成像系统3和波段二成像系统4组成。波段一成像系统3包括：光瞳分割棱镜2斜反射面2-2、主反射镜3-1、转折反射镜3-2、次反射镜3-3、像接收系统3-4。波段二成像光学系统4包括：光瞳分割棱镜2斜反射面2-1、反射镜4-1和像接收系统4-2。所说的光瞳分割棱镜2是由二个平面反射镜2-1、2-2构成一个等腰梯形组成。
入射光束经45°扫描反射镜1转折后被光瞳分割棱镜2分割成光束5和光束6两部分，见图2和图3，圆环部分光束5用于波段一成像光学系统3，中间圆光瞳部分光束6用于波段二成像光学系统4。光束5由主反射镜3-1反射经光瞳分割棱镜2斜反射面2-2转折反射经次反射镜3-3反射再经平面反射镜3-2转折反射由像接收系统3-4接收。光束6由光瞳分割棱镜2斜反射面2-1转折反射再经反射镜4-1反射由像接收系统4-2接收。
波段一的光学成像系统应该采用如卡塞格林二反射镜这样结构类型光学系统；波段二成像光学系统的结构无特殊限制。
本发明的优点在于：采用光瞳分割方法将波段一和波段二分离，克服了传统光学分色片难以对波长非常接近的二个波段实现分离的难题。
附图说明
图1为本发明的光瞳分割分光的双波段光学成像系统示意图；
图2为光瞳分割棱镜分割光束的示意图；
图3为光瞳分割棱镜分割光束截面示意图。
具体实施方式
根据本发明图1所示的光学系统结构，我们设计了机载实用型模块化成像光谱仪(OMIS)中1.2-1.9μm波段和2.0-2.5μm波段双波段光学系统。该系统具体设计参数如下：
45°扫描反射镜1：采用288.5mm×204mm椭圆形铝质反射镜；
光瞳分割棱镜2：中心圆光瞳直径90mm；圆环外径：200mm；
波段一2.0-2.5μm成像系统3采用双抛物镜无焦系统
主反射镜3-1：口径200mm，顶点曲率半径740mm抛物面反射镜；
转折反射镜3-2：平面反射镜；
次反射镜3-3：口径62mm；顶点曲率半径280mm抛物面反射镜；
像接受系统3-4：光栅分光光谱仪。
波段二1.2-1.9μm成像系统4
反射镜4-1：口径62mm；顶点曲率半径222mm抛物面反射镜；
像接收系统4-2：光栅分光光谱仪。
Claims (1)
1.光瞳分割分光的双波段光学成像系统，包括：沿光束入射方向依次由扫描反射镜(1)、光瞳分割棱镜(2)、波段一成像系统(3)和波段二成像系统(4)组成；
波段一成像系统(3)包括：光瞳分割棱镜(2)斜反射面(2-2)、主反射镜(3-1)、转折反射镜(3-2)、次反射镜(3-3)、像接收系统(3-4)；
波段二成像系统4包括：光瞳分割棱镜2斜面2-1、反射镜4-1和像接收系统4-2；其特征在于：
所说的光瞳分割棱镜(2)是由二个平面反射镜(2-1)、(2-2)构成的一个等腰梯形；
入射光束经45°扫描反射镜(1)转折后被光瞳分割棱镜(2)分割成光束(5)和光束(6)，光束(5)由主反射镜(3-1)反射经光瞳分割棱镜(2)斜反射面(2-2)转折反射经次反射镜(3-3)反射再经平面反射镜(3-2)转折反射由像接收系统(3-4)接收；光束(6)由光瞳分割棱镜(2)斜反射面(2-1)转折反射再经反射镜(4-1)反射由像接收系统(4-2)接收。
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| CN 02150895 CN1412595A (zh) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 光瞳分割分光的双波段光学成像系统 |
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| CN 02150895 CN1412595A (zh) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 光瞳分割分光的双波段光学成像系统 |
Publications (1)
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| CN1412595A true CN1412595A (zh) | 2003-04-23 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN1412595A (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-12-02 CN CN 02150895 patent/CN1412595A/zh active Pending
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