一种工作于中红外波段的望远系统的制作方法

本申请涉及透镜领域，具体涉及一种工作于中红外波段的望远系统。

背景技术：

1、工作于中红外波段的制冷型望远系统，观测距离远，成像效果佳，在大气监测、气体探测和红外对抗等多个方面都有着重要的作用。而相关技术中所提供的工作于中红外波段的制冷型望远系统，为了使其具有良好的望远能力、成像质量并保证冷光阑匹配，系统体积较大，而且重量较重。另外，在一些望远系统中，需要同时加载分光板实现多波段复用，导致整个系统体积更加庞大。因此，如何使望远系统具有良好的望远能力、成像质量并保证冷光阑匹配的同时，望远系统还能保有较小的体积和较小的重量成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于提出一种工作于中红外波段的望远系统，所提供的望远系统在具有良好的望远能力、成像质量且保证冷光阑匹配的同时，对其光学总长和镜片数量进行了进一步的优化，由此显著地减少了望远系统的体积和重量。

2、根据本申请实施例的一方面，公开了一种工作于中红外波段的望远系统，其特征在于，由所述望远系统的物侧至所述望远系统的像侧沿光路方向依次包括：反射镜组、透镜镜组和制冷滤光组件；所述反射镜组与所述透镜镜组间隔设置；所述透镜镜组与所述制冷滤光组件间隔设置；

3、所述反射镜组包括沿着所述光路方向依次设置的主反射镜和次反射镜；

4、所述透镜镜组包括沿着所述光路方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜中至少一个透镜是超透镜；

5、所述制冷滤光组件包括冷光阑；

6、所述反射镜组射出的光束在位于所述透镜镜组内部的第一像面处进行第一次成像，并且在穿出所述制冷滤光组件之后于第二像面进行第二次成像；

7、所述透镜镜组沿着所述望远系统的光轴的长度不超过所述望远系统的光学总长的三分之一。

8、在本申请的一示例性实施例中，在所述第一像面的光路下游的透镜中至少一个是超透镜。

9、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

10、

11、其中，ttl2为所述透镜镜组沿着所述望远系统的光轴的长度，ttl为所述望远系统的光学总长。

12、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

13、

14、其中，l3为所述主反射镜与所述次反射镜于所述望远系统的光轴上的间距，ttl为所述望远系统的光学总长。

15、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

16、0mm≤|xc-xl|≤0.5mm

17、其中，xc为所述冷光阑相对于所述次反射镜的位置，xl为所述望远系统的出瞳位置相对于所述次反射镜的位置。

18、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

19、

20、其中，l4为所述冷光阑至所述第二像面于所述望远系统的光轴上的距离，dc为所述望远系统的出瞳直径，f#为所述望远系统的f数。

21、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

22、0.1mm≤|xc-xl|≤0.2mm

23、

24、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足如下以mm为单位的条件：

25、200≤d×f#≤400

26、其中，d为所述望远系统的入瞳直径，f#为所述望远系统的f数。

27、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统还满足以下条件：

28、

29、其中，oh为所述望远系统的物高，ih为所述望远系统的像高。

30、在本申请的一示例性实施例中，所述超透镜满足如下以屈光度为单位的条件：

31、

32、其中，n为所述超透镜的数量，为第一个超透镜在所述中红外波段的最大光焦度与最小光焦度的差值，为第二个超透镜在所述中红外波段的最大光焦度与最小光焦度的差值，为第n个超透镜在所述中红外波段的最大光焦度与最小光焦度的差值。

33、在本申请的一示例性实施例中，所述望远系统的工作波段为3000nm～5000nm；所述第五透镜为非球面透镜。

34、本申请实施例所提供的工作于中红外波段的望远系统，沿光路方向，由望远系统的物侧至像侧依次包括：反射镜组、透镜镜组和制冷滤光组件。包含主反射镜和次反射镜的反射镜组对远处目标的红外辐射能量进行收集与聚焦，一方面，有利于系统望远能力的提升，另一方面，为光路下游的清晰成像提供有力保障。透镜镜组所包括的至少5片透镜中至少一片透镜是超透镜，由于超透镜相比于传统透镜具有更高的光调控自由度，因此相比于相关技术中至少使用了6片传统透镜的望远系统，本申请所提供的望远系统仅使用5片透镜，即可具备良好的成像质量。在此基础上，超透镜的厚度远小于传统透镜的厚度，因此本申请所提供的望远系统的体积得以极大地缩减。进一步地，本申请的透镜镜组对从反射镜组射出的光束进行二次成像，即，反射镜组射出的光束首先在位于透镜镜组内部的第一像面处进行第一次成像，然后在穿出制冷滤光组件之后于第二像面进行第二次成像。二次成像有利于提高图像质量、消除系统畸变、提高相对照度，而且二次成像使得系统的出瞳位置后延，有利于出瞳位置与冷光阑的匹配。再进一步地，透镜镜组沿着望远系统的光轴的长度不超过望远系统的光学总长的三分之一，由此限制透镜镜组在整个望远系统内所占据的体积空间，有利于后续的分光设计中增设工作于中红外波段以外波段的光学系统。综上可见，本申请所提供的望远系统，在保证望远能力、成像质量与冷光阑匹配的同时对系统的光学总长和镜片的数量进行了更进一步的优化，由此显著地减少了望远系统的体积和重量。

35、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

36、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种工作于中红外波段的望远系统，其特征在于，由所述望远系统的物侧至所述望远系统的像侧沿光路方向依次包括：反射镜组、透镜镜组和制冷滤光组件；所述反射镜组与所述透镜镜组间隔设置；所述透镜镜组与所述制冷滤光组件间隔设置；

2.根据权利要求1所述的望远系统，其特征在于，在所述第一像面的光路下游的透镜中至少一个是超透镜。

3.根据权利要求1所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

4.根据权利要求1或2所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

5.根据权利要求1所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

6.根据权利要求1所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

7.根据权利要求5或6所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

8.根据权利要求1或2所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足如下以mm为单位的条件：

9.根据权利要求1或2所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统还满足以下条件：

10.根据权利要求1或2所述的望远系统，其特征在于，所述超透镜满足如下以屈光度为单位的条件：

11.根据权利要求1或2所述的望远系统，其特征在于，所述望远系统的工作波段为3000nm～5000nm；所述第五透镜为非球面透镜。

技术总结
本申请提供了一种工作于中红外波段的望远系统，沿光路方向依次包括反射镜组、透镜镜组和制冷滤光组件。透镜镜组既与反射镜组又与制冷滤光组件间隔设置。反射镜组包括主反射镜和次反射镜；透镜镜组包括沿着光路方向依次设置的第一至第五透镜。透镜镜组中至少一个透镜是超透镜。制冷滤光组件包括冷光阑。反射镜组射出的光束在位于透镜镜组内部的第一像面处进行第一次成像，且在穿出制冷滤光组件之后于第二像面进行第二次成像；透镜镜组沿着光轴的长度不超过系统光学总长的三分之一。本申请所提供的望远系统在具有良好的望远能力、成像质量且保证冷光阑匹配的同时，对其光学总长和镜片数量进行了进一步的优化，由此显著地减少了望远系统的体积和重量。

技术研发人员：赵梓良,郝成龙,谭凤泽,朱健
受保护的技术使用者：深圳迈塔兰斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15