一种多波段灵巧红外光学系统的制作方法

一种多波段灵巧红外光学系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种多波段灵巧红外光学系统，属于红外光学系统，解决现有双波段光学系统测谱波段窄、光路布局受限、体积重量大的问题。本实用新型系统包括红外扫描镜、多波段红外镜头、光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口。红外扫描镜可以反射不同方向的2-14um红外光入射到多波段红外镜头。多波段红外镜头对入射红外光进行聚焦。光路切换装置位于多波段红外镜头之后，采用移动或者旋转结构形式，可对聚焦后的红外光进行分光或分时调制。本实用新型系统体积小、集成度高、使用方便、灵活，可集成于基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统，实现视场扫描，目动识别和跟踪，应用于红外遥感探测。
【专利说明】一种多波段灵巧红外光学系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于红外遥感光学领域，更具体地，涉及一种多波段灵巧红外光学系统。
【背景技术】
[0002]近年来光学遥感探测技术取得迅猛的发展，各种光学遥感设备应运而生，它们的技术性能也得到提高和完善，红外图像和光谱关联的目标自动识别系统就是其中之一。作为红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的重要组件，对提高系统探测范围和识别能力起着重要作用。随着遥感探测技术的快速发展，对两个波段的辐射同时进行光谱探测已显得非常重要，对应的光学系统及其设计需求空前增长。但是红外双波段光学系统在设计上有较大难度，由于国内在红外材料、加工能力、镀膜技术等多方面的局限性，尤其是在不使用特殊元件及特殊材料的基础上在中波红外和长波红外波两个波段，要同时校正各种像差。而且由于军用光学系统大都工作在较恶劣的环境温度范围内，红外光学材料的折射率温度系数较大，环境温度变化会造成红外光学系统产生热离焦并导致像质降低，所以要通过少数的镜片实现全折射被动无热化非常困难。
[0003]现有技术公开的多红外光学镜头有2011年授权的专利号为ZL200910272921.2的中国实用新型专利(专利名称:双波段红外光学系统)，专利中公开的红外光学镜头是双波段(中波和长波)的，实际上是中波和长波两个镜头组装而成的，两个镜头中心轴垂直相交，两个镜头前有45°分光镜，分光镜把入射的中波和长波红外光分开，使两个波段的红外光分别入射两个镜头。由于分光镜位于镜头前，整个镜头的口径比较大，又因为是两个镜头的组装，整个镜头的体积重量也比较大。
[0004]2013年授权的专利号为ZL201110430969.9的中国实用新型专利(专利名称:一种多波段动目标光谱特征探测识别方法和装置)中涉及的红外光学镜头是多波段的，但其分光镜对长波红外光只有透射作用而没有反射作用，故所有入射系统的长波红外光只用于成像，不能用于成谱，因而无法获取目标的长波红外光谱特征。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种多波段灵巧红外光学系统，其目的在于解决现有双波段光学系统长波红外光不能同时成谱，光路布局受限、体积重量大的问题。由此解决基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统目标光谱可识别波段窄、集成度不高、灵巧和便携性不高等的技术问题。
[0006]本实用新型提供的多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、分光镜片、FPA接口和光纤接口 ；所述红外扫描镜用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头，所述红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述分光镜片用于将聚焦后的红外光分成两束，一束红外光通过所述FPA接口输出，并为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。[0007]本实用新型提供的一种多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、反射镜片、光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口 ；所述红外扫描镜用于将波长为2_14um的红外入射光发射至红外镜头，红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述反射镜片安装在所述光路切换装置上，所述光路切换装置与所述红外镜头的中心轴线成45°夹角设置，所述反射镜片在光路切换控制器的控制下运动并实现光路分时切换；在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片反射并通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0008]本实用新型提供的一种多波段灵巧红外光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、分光镜片、反射镜片、双镜片光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口 ；所述红外扫描镜用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头，所述红外镜头用于对红外入射光进行聚焦；所述分光镜片和所述反射镜片同时设置在所述双镜片光路切换装置上；所述双镜片光路切换装置与所述红外镜头的中心轴线成45°夹角设置；在光路切换控制器的控制下，由所述分光镜片实现分光工作，聚焦后的红外光被所述分光镜片分成两束，一束红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源；在光路切换控制器的控制下，由所述反射镜片实现分时工作，在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片反射并通过所述光纤接口输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0009]其中，红外扫描镜包括二维转台以及设置在所述二维转台上的平面反射镜；所述二维转台为数字云台，所述二维转台用于带动所述平面反射镜俯仰运动或偏转运动。
[0010]其中，所述分光镜片对波长为8-14um的长波红外光具有半透半反作用，对波长为2-3um的短波红外光和波长为3-5um的中波红外光具有高反作用。
[0011]其中，所述反射镜片(31)对波长为2-3um的短波红外光、波长为3_5um的中波红外光和波长为8_14um的长波红外的反射率大于95%。
[0012]本实用新型系统包括红外扫描镜、多波段红外镜头、光路切换装置、光路切换控制器、FPA接口和光纤接口。红外扫描镜可以反射不同方向的2-14um红外光入射到多波段红外镜头。多波段红外镜头对入射红外光进行聚焦。光路切换装置位于多波段红外镜头之后，采用移动或者旋转结构形式，可对聚焦后的红外光进行分光或分时调制。
[0013]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，作为基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的红外光学组件，由于采用了扫描镜，使目标自动识别系统可以扫描搜索视场内的目标，并对其进行跟踪；由于分光镜对具有长波红外光半透半反作用，使长波红外既可以成像又能成谱，可拓宽原有设备的成谱波段；由于分时光路设计，使短波、中波、长波三个波段的红外光既可以成像又可以成谱；由于分光/分时合二为一的光路设计，使此红外系统功能更强大，应用范围更广，使用更加灵活，有益于目标自动识别系统的小型化、智能化和便携式设计。分光镜、反射镜置于镜头之后的结构形式，精简了镜头结构，使系统入瞳口径减小约一半以上，从而大大减小了系统体积和重量。
【专利附图】

【附图说明】[0014]图1是本实用新型第一实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统中红外扫描镜的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型实施例提供的红外扫描镜的扫描范围示意图；
[0017]图4是本实用新型第二实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的结构示意图；
[0018]图5是本实用新型第二实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的分时光路示意图；(a)反射光路；(b)直通光路；
[0019]图6是本实用新型第二实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的平移式光路切换方法示意图；(a)反射工作；(b)直通工作；；
[0020]图7是本实用新型第二实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的旋转式光路切换方法示意图；(a)反射工作；(b)直通工作；
[0021]图8是本实用新型第三实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的结构示意图；
[0022]图9是本实用新型第三实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的分时和分光光路示意图；a分时工作一反射光路；(b)分时工作一直通光路；c分光工作光路；
[0023]图10是本实用新型第三实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的平移式光路切换方法示意图；(a)分光工作；(b)分时工作一反射；(C)分时工作一直通；
[0024]图11是本实用新型第三实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的旋转式光路切换方法示意图；(a)分光工作；(b)分时工作一反射；(C)分时工作一直通
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026]本实用新型属于红外遥感光学系统，具体涉及一种多波段红外分光\分时光学镜头，可作为基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的红外光学组件。特殊的分光镀膜设计，使长波红外既可以成像又能成谱，可拓宽原有设备的成谱波段；分时光路设计，使短波、中波、长波三个波段的红外光既可以成像又可以成谱；分光、分时合二为一的设计，使此红外系统功能更强大，应用范围更广，使用更加灵活。置于镜头之后的结构形式，在不影响镜头功能的前提下，精简了镜头结构，使系统入瞳口径减小约一半以上，从而大大减小了系统体积和重量。
[0027]为了克服现有技术红外双波段镜头波段较窄、系统光路布局受限、体积重量大等不足，改进现有图谱一体化装置无法同时获取目标中、长波红外谱特征的不足，本实用新型提供一种多波段灵巧红外分光\分时光学系统，包括红外扫描镜、红外镜头、光路切换装置、光路切换控制器。红外镜头对短波红外光(2-3um)、中波红外光(3-5um)、长波红外光(8-14um)进行聚焦。光路切换装置位于多波段红外镜头之后，根据其所处的工作状态对聚焦后短、中、长波红外光进行分光或分时调制。光路切换装置的工作状态可智能选择或人为选定。当光路切换装置工作在分光状态时，经镜头聚焦后的2-14um红外光入射至分光片，
50%的8-14um红外光透过分光片，2_5um和50 %的8_14um红外光被反射；当光路切换装置工作在分时状态时，经镜头聚焦后的2-14um红外光按一定的频率直接通过或者全部被反射。分光\分时控制器经由串口线与主机或其他主控单元相连。
[0028]以下结合附图和实例对本实用新型进行进一步说明。
[0029]如图1所示为多波段灵巧红外光学系统的结构示意图，本实用新型第一实施例提供的一种多波段灵巧红外光学系统包括:红外扫描镜1、红外镜头2、分光镜片30、FPA (Focal Plane Array，焦平面阵列)接口 5和光纤接口 6 ;红外扫描镜I将波长为2_14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；分光镜片30将聚焦后的红外光分成两束，一束红外光通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0030]在本实用新型实施例中，红外扫描镜I的结构如图2所示，红外扫描镜I包括二维转台11和平面反射镜12 ;二维转台11为高精度数字云台，最大负载能力3kg，位置分辩率
0.0129° +0.00645° /步，最高转速1000步/秒；二维转台11可以带动平面反射镜12俯仰或偏转一定的角度θ (Θ e [-20°?+20° ]，由实际应用中所需视场位置确定)，从而实现将不同视场的红外光反射至红外镜头2，二维转台11的运动范围示意图如图3所示，其中图3a示出了红外扫描镜I的俯仰扫描范围，图3b示出了红外扫描镜I的偏转扫描范围，其运动范围根据具体应用所需的视野来设定。
[0031]在本实用新型实施例中，红外镜头2可以采用透射式结构，也可以采用卡赛格林反射式结构。红外镜头2满足的条件包括:工作波段2?14 μ m，镜头透过率70%以上。本实用新型实施例中，红外镜头2设计参数需满足以下要求:视场角度为5.75° X4.3° (控制扫描镜旋转可以扩大整个系统的视场角)，波段2-14μπι，Ρ数1.0，焦距约为57_。由于波段很宽，红外镜头2在设计时需采用多种红外晶体材料配合消除色差，同时加入多个非球面进行像差优化设计。为降低镜头本身长波红外辐射可能产生的光谱噪声，在镜头设计时需进行无热化设计。另外，系统所需的多光谱CVD ZnS、单晶Ge等光学材料在加工与镀膜上也要进行特殊工艺设计。
[0032]分光镜片30可以采用镀有分光膜层的单晶Ge玻璃。分光镜片30对长波红外光(波长为8-14um的红外光)具有半透半反作用，对短波红外光(波长为2-3um的红外光)和中波红外光(波长为3-5um的红外光)均具有高反作用。
[0033]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的工作原理:红外扫描镜I将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；分光镜片30将聚焦后的红外光分成两束，分别通过FPA接口 5和光纤接口 6输出。聚焦后的红外入射光中50%的波长为8-14um的红外光透过分光镜片30，通过接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；聚焦后的红外入射光中另50%的波长为8-14um的红外光和波长为2-5um的红外光被分光镜片30反射，通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0034]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统作为基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的红外光学组件，可拓宽目标自动识别系统的成谱波段，使其对长波红外光既可以成像又可以成谱；使目标自动识别系统可以扫描搜索视场内的目标，并对其进行跟踪、测谱；还有益于目标自动识别系统的小型化、便携式设计。
[0035]当目标自动识别系统需要搜索、跟踪、识别距离比较远(>5KM)目标时，由于入射多波段灵巧红外光学系统的红外光比较弱，采用本实用新型第一实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的目标自动识别系统不能有效跟踪识别目标，可以采用以下的分光技术方案；本实用新型第二实施例提供的一种多波段灵巧红外光学系统，图4为本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的结构示意图，包括:红外扫描镜1、红外镜头2、反射镜片31、光路切换装置32、光路切换控制器4、FPA接口 5和光纤接口 6。
[0036]红外扫描镜I将波长为2_14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；经镜头聚焦后的2-14um红外光按一定的频率(I?5Hz)直接通过或者全部被反射，光路切换的周期T (0.2s?Is)根据实际应用中光路切换要求设定；在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光全部通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被反射镜片31反射通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。图5示出了聚焦后的2-14um红外光的光路切换不意图，图5 (a)为反射光路不意图，图5 (b)为直通光路不意图。
[0037]在本实用新型实施例中，红外扫描镜1、红外镜头2、FPA接口 5和光纤接口 6的参数和要求和第一实用新型实例相同。
[0038]反射镜片31采用K9玻璃，对短波(2-3um)、中波(3_5um)、长波(8_14um)三个波段的红外光有很高的反射率，可达95 %以上。
[0039]反射镜片31安装在光路切换装置32上，和镜头2中心轴线成45°夹角，光路切换装置32在光路切换控制器4的控制下，带动反射镜片31左右移动实现光路分时切换。光路切换控制器4经由串口线与主机或其他主控单元相连。
[0040]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的工作原理:红外扫描镜I将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；经镜头聚焦后的2-14um红外光在光路切换的前半个周期内，全部通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；经镜头聚焦后的2-14um红外光在光路切换的后半个周期内，被反射通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0041]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统作为基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的红外光学组件，可提高目标自动识别系统的目标探测距离；使目标自动识别系统可以扫描搜索视场内的目标，并对其进行跟踪、测谱；还有益于目标自动识别系统的小型化、便携式设计。
[0042]光路切换装置32可以采用移动式或旋转式的结构，移动式光路切换装置32主要由导轨和镜架构成，镜架用于固定所述反射镜31，镜架可在导轨上运动，图6为其结构示意图。
[0043]光路切换控制器4包括电机和控制电路，电机在控制电路的控制下驱动镜架运动，从而带动反射镜31。电机通过机械传动机构和镜架相连，例如，带传动、齿轮传动等。
[0044]反射镜片31在光路切换控制器4的控制下按周期T(0.2s-ls,可以程序设定)左右移动，在前半个周期内，反射镜移动至光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图6 (a)所示。在后半个周期内，反射镜向右移动，使其左侧有直径和反射镜片相同的光线直通区域。如图6(b)所示。
[0045]旋转式光路切换装置32的结构如图7所示，包括旋转镜架，旋转镜架和电机通过齿轮传动机构相连，旋转镜架用于固定反射镜片31并带动反射镜片31旋转。[0046]反射镜片31在光路切换控制器的控制下按周期T(0.2s_ls，可以程序设定)左右旋转，在前半个周期内，反射镜转动至光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图7(a)所示。在后半个周期内，反射镜31旋转切出，使其左侧有直径和反射镜片大约相同的直通区域。如图7(b)所示。
[0047]当在同次工作过程同时需要分光和分时光路时，可以采用以下的技术方案；本实用新型第三实施例提供的一种多波段灵巧红外光学系统，图8为本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的结构示意图，包括:红外扫描镜1、红外镜头2、分光镜片30、反射镜片31、双镜片光路切换装置33、光路切换控制器4、FPA接口 5和光纤接口 6 ;双镜片光路切换装置33上同时装有分光镜片30和反射镜片31，在光路切换控制器4的控制下带动分光镜片30和反射镜片31实现所需要的光路，距离近(<5km)时用分光光路，距离远(>5km)时采用分时光路。
[0048]图9为分时光路和分光光路的示意图，分时工作时，经镜头聚焦后的2_14um红外光按一定的频率(I?5Hz)直接通过或者全部被反射；在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光全部通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源，如图9 (a)所示；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被反射镜片31反射通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源，如图9(b)所示。分光工作时，分光镜片30将聚焦后的红外光分成两束，一束红外光通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源，如图9(c)所示。
[0049]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统的工作原理:分时工作时，红外扫描镜I将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；经镜头聚焦后的2-14um红外光按一定的频率(I?5Hz)直接通过或者全部被反射，光路切换的周期T (0.2s?Is)根据实际应用中光路切换要求设定；在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光全部通过FPA接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被反射镜片31反射通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。分光工作时，红外扫描镜I将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头2，红外镜头2对红外入射光进行聚焦；分光镜片30将聚焦后的红外光分成两束，分别通过FPA接口 5和光纤接口 6输出；聚焦后的红外入射光中50%的波长为8?14um的红外光透过分光镜片30，通过接口 5输出，并为外部的成像设备提供成像光源；聚焦后的红外入射光中另50%的波长为8?14um的红外光和波长为2?5um的红外光被分光镜片30反射，通过光纤接口 6输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。
[0050]本实用新型实施例提供的多波段灵巧红外光学系统将第一实施例和第二实施例提供的多波段灵巧红外光学系统有效结合，作为基于红外图像和光谱关联的目标自动识别系统的红外光学组件，在同一次工作过程中可根据具体需要智能选择光路，有益于目标自动识别系统的智能化设计。
[0051]双镜片光路切换装置33可以采用移动式和旋转式的结构，图10为双镜片光路切换装置33的移动结构示意图。双镜片光路切换装置33上同时装有反射镜片和分光镜片。分光工作时，分光镜30片平移切入，光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图10(a)所示。分时工作时反射镜片，在光路切换控制器的控制下按一定的周期τ(0.2s?ls，可以程序设定)左右移动，在前半个周期内，反射镜31移动至光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图10(b)所示。在后半个周期内，反射镜31向右移动，使其左侧有直径和反射镜片大约相同的光线直通区域。如图10(c)所示。
[0052]图11为双镜片光路切换装置33的旋转结构示意图。分光工作时分光镜片30旋转切入，光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图11(a)所示。分时工作时，反射镜片31在光路切换控制器的控制下按一定的周期T (0.2?ls，可以程序设定)左右旋转，在前半个周期内，反射镜转动至光轴穿过其中心并与其表面成45°夹角，如图11(b)所示。在后半个周期内，反射镜旋转切出，使其左侧有直径和反射镜片大约相同的直通区域。如图11(c)所
/Jn ο
[0053]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多波段灵巧红外光学系统，其特征在于，包括红外扫描镜(I)、红外镜头(2)、分光镜片(30)、FPA接口(5)和光纤接口(6)； 所述红外扫描镜(I)用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头(2)，所述红外镜头(2)用于对红外入射光进行聚焦；所述分光镜片(30)用于将聚焦后的红外光分成两束，一束红外光通过所述FPA接口(5)输出，并为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口(6)输出，并为外部的测谱设备提供成谱光源。
2.一种多波段灵巧红外光学系统，其特征在于，包括红外扫描镜(I)、红外镜头(2)、反射镜片(31)、光路切换装置(32)、光路切换控制器(4)、FPA接口(5)和光纤接口(6)； 所述红外扫描镜(I)用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头(2)，红外镜头(2)用于对红外入射光进行聚焦；所述反射镜片(31)安装在所述光路切换装置(32)上，所述光路切换装置(32)与所述红外镜头(2)的中心轴线成45°夹角设置，所述反射镜片(31)在光路切换控制器(4)的控制下运动并实现光路分时切换； 在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口(5)输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片(31)反射并通过所述光纤接口(6)输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。
3.一种多波段灵巧红外光学系统，其特征在于，包括红外扫描镜(I)、红外镜头(2)、分光镜片(30)、反射镜片(31)、双镜片光路切换装置(33)、光路切换控制器(4)、FPA接口(5)和光纤接口(6)； 所述红外扫描镜(I)用于将波长为2-14um的红外入射光发射至红外镜头(2)，所述红外镜头(2)用于对红外入射光进行聚焦； 所述分光镜片(30)和所述反射镜片(31)同时设置在所述双镜片光路切换装置(33)上；所述双镜片光路切换装置(33)与所述红外镜头(2)的中心轴线成45°夹角设置；在光路切换控制器(4)的控制下，由所述分光镜片(30)实现分光工作，聚焦后的红外光被所述分光镜片(30)分成两束，一束红外光通过所述FPA接口(5)输出，为外部的成像设备提供成像光源；另一束红外光通过所述光纤接口(6)输出，为外部的测谱设备提供成谱光源； 在光路切换控制器(4)的控制下，由所述反射镜片(31)实现分时工作，在光路切换的前半个周期内，聚焦后的2-14um红外光通过所述FPA接口(5)输出，为外部的成像设备提供成像光源；在光路切换的后半个周期内，聚焦后的2-14um红外光被所述反射镜片(31)反射并通过所述光纤接口(6)输出，为外部的测谱设备提供成谱光源。
4.如权利要求1-3任一项所述多波段灵巧红外光学系统,其特征在于,红外扫描镜(I)包括二维转台(11)以及设置在所述二维转台上的平面反射镜(12);所述二维转台(11)为数字云台，所述二维转台(11)用于带动所述平面反射镜(12)俯仰运动或偏转运动。
5.如权利要求1或3所述多波段灵巧红外光学系统，其特征在于，所述分光镜片(30)对波长为8-14um的长波红外光具有半透半反作用，对波长为2-3um的短波红外光和波长为3-5um的中波红外光具有高反作用。
6.如权利要求2或3所述多波段灵巧红外光学系统，其特征在于，所述反射镜片(31)对波长为2-3um的短波红外光、波长为3-5um的中波红外光和波长为8_14um的长波红外的反射率大于95%。
【文档编号】G02B26/10GK203658669SQ201320888332
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】张天序, 刘祥燕, 戴小兵, 易新建, 何旭东, 高鹏程, 季剑飞 申请人:华中科技大学