传函仪用f50F0.6中波红外标准镜头的制作方法

传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头
技术领域
1.本实用新型属于光学镜头领域，具体涉及一种传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头。


背景技术：

2.传函仪是用于测定成像系统光学传递函数的仪器，f50f0.6中波红外标准镜头是标准镜头的一种，是基准传递的重要载体，用于传函仪中波红外探测器的标定和传函仪测量精度的检验。f50f0.6中波红外标准镜头可以用来标定传函仪中波红外面阵ccd的各项参数，也可以用来检验传函仪刀口法测量中波红外镜头mtf的测量精度，因此会直接影响传函仪的测量精度。
3.随着市场对光学产品的需求不断提高，对光学产品的mtf极限值要求也越来越高，目前，视场上公认的产品先进且成熟的optical公司的f50f0.6中波红外标准镜头极限分辨率达不到300lp/mm，无法对传函仪完成300lp/mm传函测试的基准传递和校准工作。因此，一套拥有自主知识产权的高精度、高分辨率的红外标准镜头就具有重要意义。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，通过合理设置非球面衍射面以及f数以提高精度，极限分辨率达到甚至超过300lp/mm，能够胜任传函仪300lp/mm mtf测试的基准传递和校准工作。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，包括三片透镜，即依次设置的参考球面镜片(1)、高精度非球面衍射面镜片(2)和球面镜片(3)；参考球面镜片(1)为普通球面正透镜(2)，参考球面镜片(3)的凸面为高精度非球面衍射面。以参考球面镜片(1)的凸面为1#面，顺着同一方向各镜片的表面分别为1#面至6#面，其中，高精度非球面衍射面镜片(2)面向球面镜片(3)的一面为4#面，4#面曲面方程为:
[0007][0008]
式中：r2＝x2+y2，k＝0，α4＝1.25957300*10-7
，α6＝-4.50575335*10-11
，α8＝1.13664174*10-14
，α
10
＝3.15797261*10-19
；
[0009]
其中，c为非球面中心点曲率半径，即基圆半径的倒数k为圆锥曲线常数，不同取值表示不同非球面类型，k＝0为球面，k《-1为双曲面，k＝-1为抛物面，-1《k《0为椭球面，k》0为扁椭球面；r为表面上点的径向坐标。
[0010]
优选地，4#面的衍射浮雕深度d＝λ0/(n
1-n2)，式中λ0＝4μm，n1＝4.024408，n2＝1；4#面的相位分布函数为式中c1＝-6.57920813*10-5
，c2＝
5.92328615*10-9
；4#面的环带数为16，对应半径分别为r1＝7.818829，r2＝11.088570，r
16
＝32.821407。
[0011]
优选地，高精度非球面衍射面镜片(2)的非球面加工精度pv值小于0.5μm，rms值＜0.1μm。
[0012]
本实用新型的有益效果是：
[0013]
高精度非球面衍射面镜片(2)可以校正该镜头的绝大多数球差，使mtf曲线更接近衍射极限，提高了精度，极限分辨率达到300lp/mm，能胜任传函仪300lp/mmmtf测试的基准传递和校准工作。
附图说明
[0014]
图1是本实用新型的传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头的结构示意图。
[0015]
图2是本实用新型实施例中传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头的传函示意图。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0017]
如图1所示，一种传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，包括三片透镜，即依次设置的参考球面镜片1、高精度非球面衍射面镜片2和球面镜片3；以参考球面镜片1的凸面为1#面，顺着同一方向各镜片的表面分别为1#面至6#面，其中，高精度非球面衍射面镜片2面向参考球面镜片3的一面为4#面，4#面为非球面衍射面，且4#面的曲面方程为：
[0018][0019]
式中：非球面中心点曲率半径为r0＝643.694，r2＝x2+y2，k＝0，α4＝1.25957300*10-7
，α6＝-4.50575335*10-11
，α8＝1.13664174*10-14
，α
10
＝3.15797261*10-19
。
[0020]
4#面的浮雕深度d＝λ0/(n
1-n2)，式中λ0＝4μm，n1＝4.024408，n2＝1；4#面的相位分布函数为：式中c1＝-6.57920813*10-5
，c2＝5.92328615*10-9
；4#面的环带数为16，对应半径分别为r1＝7.818829，r2＝11.088570，r
16
＝32.821407。
[0021]
参考球面镜片1和球面镜片3的材料为光学级单晶硅，高精度非球面衍射面镜片2的材料为中波红外单晶锗。
[0022]
本实施例中传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头的主要技术指标有：f数0.6，数值孔径0.833，1#面曲率r＝66.83，2#面曲率r＝88.51，3#面曲率r＝-1449.1，5#面曲率r＝32.81，6#面曲率r＝46.34。
[0023]
高精度非球面衍射面镜片2可以校正该镜头的绝大多数球差，如图2所示，使mtf曲线更加接近衍射极限，使镜头在空间分辨率在300lp/mm处，该标准镜头在0ω，0.7ω和1.0ω的理论mtf值分别为0.171、0.171、0.170；使该标准镜头在空间分辨率在400lp/mm处，mtf值能达到0.1；综合波前的精度可以控制在1λ以内，提高了精度。使该标准镜头的极限分辨率达到甚至超过300lp/mm，能够胜任传函仪300lp/mm mtf测试的基准传递和校准工作。
[0024]
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，其特征在于：包括三片透镜，即依次设置的：参考球面镜片(1)、高精度非球面衍射面镜片(2)、普通球面镜片(3)，其中参考球面镜片(1)为正透镜，高精度非球面衍射面镜片(2)为负透镜，普通球面镜片(3)为正透镜；以参考球面镜片(1)的凸面为1#面，顺着同一方向各镜片的表面分别为1#面至6#面，其中，4#面为高精度非球面衍射面，4#面的曲面方程为:式中：r2＝x2+y2，k＝0，α4＝1.25957300*10-7
，α6＝-4.50575335*10-11
，α8＝1.13664174*10-14
，α
10
＝3.15797261*10-19
；其中，c为非球面中心点曲率半径，即基圆半径的倒数k为圆锥曲线常数，不同取值表示不同非球面类型，k＝0为球面，k<-1为双曲面，k＝-1为抛物面，-1<k<0为椭球面，k>0为扁椭球面；r为表面上点的径向坐标。2.如权利要求1所述的传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，其特征在于：4#面的衍射环浮雕深度d＝λ0/(n
1-n2)，式中λ0＝4μm，n1＝4.024408，n2＝1；4#面的相位分布函数为式中c1＝-6.57920813*10-5
，c2＝5.92328615*10-9
；4#面的环带数为16，对应半径分别为r1＝7.818829，r2＝11.088570，r
16
＝32.821407。3.如权利要求1所述的传函仪用f50f0.6中波红外标准镜头，其特征在于：高精度非球面衍射面镜片(2)的非球面加工精度pv值小于0.5μm，rms值<0.1μm。

技术总结
本实用新型公开了一种传函仪用f50F0.6中波红外标准镜头，包括三片透镜，即依次设置的透镜镜片(1)参考球面镜片(2)高精度非球面衍射面镜片(3)普通球面正透镜。以参考球面镜片(1)的凸面为1#面，顺着同一方向各镜片的表面分别为1#面至6#面，其中，高精度非球面衍射面为4#面，透镜(2)用以矫正该镜头的绝大部分球差。该标准镜头通过合理设置非球面衍射面以及降低F数提高了MTF值，极限分辨率达到甚至超过300lp/mm，能够胜任传函仪300lp/mm MTF测试的基准传递和校准工作。基准传递和校准工作。基准传递和校准工作。


技术研发人员：乐泽锋 张俊 李忠 陈聪 徐传利 艾飞
受保护的技术使用者：湖北久之洋红外系统股份有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/3/28