一种离轴反射式激光长波复合镜头的制作方法

本发明属于光学系统设计领域，涉及一种离轴反射式激光长波复合镜头。

背景技术：

1、采用红外凝视成像和面阵激光成像两种探测方式复合，可提高对目标的远距离探测、识别、稳定跟踪定位的能力。传统红外、激光复合探测系统多采用双光路组合的方法来实现，但这种方式往往存在系统体积大、质量大等缺点。而共孔径光学系统，在满足红外/激光复合探测的前提下，可优化光机系统布局，实现光电探测系统轻小型化，共口径更有利于红外和激光信息空间配准。

技术实现思路

1、(一)发明目的

2、本发明的目的是：提供一种离轴反射式激光长波复合镜头，实现对红外、激光目标同时探测，且不存在中心遮拦。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提供一种离轴反射式激光长波复合镜头，由激光通道和长波红外通道两路光学通道复合形成，两路光学通道共用的光学系统包括沿光路方向依次布置的主镜1、次镜2和分光镜3，长波红外通道包括共用部分和位于分光镜3反光侧且沿光路方向依次布置的第一透镜4、第二透镜5、反射镜6、第三透镜7、第四透镜8、第五透镜9，第五透镜9后方布置长波探测器10；激光通道包括共用部分和位于分光镜3透光侧且沿光路方向依次布置的第六透镜11、第七透镜12、第八透镜13、第九透镜14、滤光片15、第十透镜16、第十一透镜17，第十一透镜17后方布置激光探测器18；第一透镜4为双凸透镜，第二透镜5为凸凹透镜，第三透镜7为凸凹透镜，第四透镜8为凹凸透镜，第五透镜9为双凸透镜，第六透镜11为凸平透镜，第七透镜12为凸凹透镜，第八透镜13为凹凸透镜，第九透镜14为平凸透镜，第十透镜16为凸平透镜，第十一透镜17为凹凸透镜。

5、根据光路走向，规定图中所有光学元件入光侧表面为前表面，出光侧表面为后表面。

6、主镜1材料为铝合金，前表面为抛物面，前表面半径范围299mm～300mm，通光口径范围为φ87mm～φ88mm，离轴量125mm，光学厚度范围为5.7mm～43mm；

7、次镜2材料为铝合金，前表面为抛物面，前表面半径范围120mm～121mm，通光口径范围为φ41mm～φ42mm，离轴量50mm，光学厚度范围为3.7mm～21.6mm；

8、分光镜3材料为h-k9l光学玻璃，前后表面均为平面，通光口径范围为φ92mm～φ93mm，光学厚度范围为6mm～7mm；

9、第一透镜4材料为irg207硫系玻璃，前表面为非球面，非球面系数为a＝-1.82735×10-7，b＝4.38449×10-13，c＝3.08979×10-15，d＝-3.78248×10-19，半径范围为161mm～162mm，后表面的半径范围为425mm～426mm，通光口径范围依次为φ77mm～φ78mm和φ76mm～φ77mm，厚度范围为10.5mm～10.6mm；

10、第二透镜5材料为多光谱硫化锌，前后两表面的半径范围依次为101mm～102mm和79mm～80mm，通光口径范围依次为φ69mm～φ70mm和φ64mm～φ65mm，厚度范围为4.9mm～5mm；

11、反射镜6材料为h-k9l光学玻璃，前后表面均为平面，通光口径范围为φ60mm～φ61mm，光学厚度范围为5mm～6mm；

12、第三透镜7材料为锗单晶，前表面为非球面，非球面系数为a＝0，b＝2.32775×10-8，c＝-1.93593×10-10，d＝1.11391×10-12，e＝-1.818×10-15，半径范围为15mm～16mm，后表面的半径范围为10mm～11mm，通光口径范围依次为φ25mm～φ26mm和φ15mm～φ16mm，厚度范围为7.9mm～8mm；

13、第四透镜8材料为锗单晶，前表面的半径范围为25mm～26mm，后表面为非球面，非球面系数为a＝6.61917×10-5，b＝9.96165×10-7，c＝-4.73523×10-9，d＝1.79207×10-10，e＝4.30381×10-12，半径范围为30mm～31mm，通光口径范围依次为φ10mm～φ11mm和φ11mm～φ12mm，厚度范围为2.7mm～2.8mm；

14、第五透镜9材料为irg207硫系玻璃，前表面为非球面基底的衍射面，非球面系数为a＝-3.32509×10-5，b＝4.21154×10-8，c＝-5.25318×10-9，d＝-4.37767×10-13，衍射面系数为c1＝-4.8676×10-4，c2＝1.12239×10-6，c3＝-1.0595×10-10，c4＝5.76002×10-12，半径范围为89mm～90mm，后表面的半径范围为24mm～25mm，通光口径范围依次为φ19mm～φ20mm和φ19mm～φ20mm，厚度范围为4.1mm～4.2mm；

15、第六透镜11材料为h-zf62光学玻璃，前表面的半径范围为198mm～200mm,后表面为平面，通光口径范围依次为φ48mm～φ59mm和φ48mm～φ49mm，厚度范围为8mm～8.1mm；

16、第七透镜12材料为为h-zf62光学玻璃，前后两表面的半径范围依次为89mm～90mm和183mm～184mm，通光口径范围依次为φ48mm～φ49mm和φ45mm～φ46mm，厚度范围为8mm～8.1mm；

17、第八透镜13材料为为h-k9l光学玻璃，前后两表面的半径范围依次为9mm～10mm和13mm～14mm，通光口径范围依次为φ14mm～φ15mm和φ16mm～φ17mm，厚度范围为2.5mm～2.6mm；

18、第九透镜14材料为为h-zf62光学玻璃，前表面为平面，后表面的半径范围为25mm～26mm，通光口径范围依次为φ20mm～φ21mm和φ20mm～φ21mm，厚度范围为7.9mm～8mm；

19、滤光片15材料为石英玻璃，前后两个表面均为平面，通光口径范围依次为φ20mm～φ21mm和φ20mm～φ21mm，厚度范围为2mm～2.1mm；

20、第十透镜16材料为h-zf62光学玻璃，前表面的半径范围为25mm～26mm，后表面为平面，通光口径范围依次为φ15mm～φ16mm和φ14mm～φ15mm，厚度范围为4.5mm～4.6mm；

21、第十一透镜17材料为h-k9l光学玻璃，前后两表面的半径范围依次为22mm～23mm和38mm～39mm，通光口径范围依次为φ13mm～φ14mm和φ12mm～φ13mm，厚度范围为1.5mm～1.6mm；

22、主镜1和次镜2距离变化范围为90mm～90.1mm；

23、次镜2和分光镜3距离变化范围为145mm～145.1mm；

24、分光镜3和第一透镜4距离变化范围为35mm～35.1mm；

25、第一透镜4和第二透镜5距离变化范围为0.5mm～0.6mm；

26、第二透镜5和反射镜6距离变化范围为39mm～39.1mm；

27、反射镜6和第三透镜7距离变化范围为22.6mm～22.7mm；

28、第三透镜7和第四透镜8距离变化范围为12.3mm～12.4mm；

29、第四透镜8和第五透镜9距离变化范围为13.5mm～13.6mm；

30、分光镜3和第六透镜11距离变化范围为45mm～45.1mm；

31、第六透镜11和第七透镜12距离变化范围为1mm～1.1mm；

32、第七透镜12和第八透镜13距离变化范围为133mm～133.1mm；

33、第八透镜13和第九透镜14距离变化范围为0.9mm～1mm；

34、第九透镜14和滤光片15距离变化范围为5mm～5.1mm；

35、滤光片15和第十透镜16距离变化范围为23mm～23.1mm；

36、第十透镜16和第十一透镜17距离变化范围为3.7mm～3.8mm。

37、(三)有益效果

38、上述技术方案所提供的离轴反射式激光长波复合镜头，激光通道和长波红外通道共用部分采用压缩体积的离轴望远系统，不存在中心遮拦，成像质量良好，通过反射镜的折叠光路有效减小望远系统的体积；长波红外光学通道进行了被动无热化设计，在-40℃～+70℃温度范围内可正常工作；激光通道可工作波段为1064nm，使用面阵探测器，无需扫描即可实现瞬时视场三维成像。