[实用新型]高分辨率光学成像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学成像装置，具体涉及一种高分辨率光学装置。

背景技术

高分辨率光学成像技术应用广泛，目标图像的超高空间分辨率一直是人们 所追求的重要指标之一，它是目标发现、识别以掌握信息权，以及人类认识太 空、研究宇宙的最主要手段。现阶段，高分辨率的空间光学遥感器发展很快， 然而其进一步的发展受到能量和衍射极限的限制，这两个方面均要求系统增大 光学系统口径，但口径的增大必然导致仪器的体积和重量非常大，研制、发射 和运行等费用也相应变得高。

伴随着光电探测器技术的发展，其探测灵敏度性能显著提高，特别是TDI模 式探测器的出现后，通过增加探测器级数可基本解决了能量限制的瓶颈问题， 于是制约光学成像系统分辨率的焦点问题变成了系统口径决定的衍射极限，对 于特定波段，增加口径是提高空间光学遥感器角分辨率的唯一可行的办法，但 焦距和口径的增大意味着遥感器体积、研制难度和制造成本的骤增。如表1所示， 美国的KH-12，在近地轨道(300km左右)达到0.1～0.3m分辨率，为满足分辨率 极限需求，主镜口径为3m左右，导致卫星整体重量达到17吨；另外在天文观察 方面，Hubble太空天文望远镜达到0.05角秒(以0.5μm)，主镜直径为2.4m，导 致仅主镜组件就重达828kg。

实用新型的内容

本实用新型的目的在于提供了一种高分辨率光学成像装置，其解决了背景 技术中成像技术复杂以及成像设备体积大、重量重、成本高的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种实现上述高分辨率光学成像装置，包括子孔径成像系统1，沿光路设置 的子孔径准直镜3、反射镜4、多子孔径光束合成反射镜5、准直镜7、剪切干 涉仪8、相干成像镜9以及CCD像面10，所述子孔径成像系统1包括子孔径主 反射镜101和子孔径次反射镜102，其特殊之处在于：所述剪切干涉仪8包括上、 下两部分，所述上、下部分均由一个五角棱镜和一等腰棱镜胶合而成，所述胶 合部位构成一胶合面，所述胶合面的表面设有分束膜，所述上、下部分中心对 称设置，所述上、下部分之间设有分界面804，所述五角棱镜和等腰棱镜至少有 一个内表面为全反射面。

上述上部分具体包括第一五角棱镜801和第一等腰棱镜803，所述第一五角 棱镜801和第一等腰棱镜803胶合在一起，并构成一胶合面，该胶合面的表面 设有第一分束膜802，所述第一五角棱镜801包括用于光束射入的第一五角棱镜 的入射面810。

上述下部分具体包括第二五角棱镜807和第二等腰棱镜805，所述第二五角 棱镜807和第二等腰棱镜805胶合在一起，并构成一胶合面，该胶合面的表面 设有第二分束膜806，所述第二五角棱镜807包括用于光束射出的第二五角棱镜 的出射面809；所述第二等腰棱镜805包括用于光束射出的第二等腰棱镜的出射 面808。

上述胶合面与水平方向的夹角小于30度。

上述胶合面与水平方向的夹角为22.5度。

上述光束沿第一五角棱镜的入射面810垂直入射。

上述光束沿第二五角棱镜的出射面809和第二等腰棱镜的出射面808垂直出 射。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型中应用了具有高效分光特性的剪切干涉仪，该干涉仪具有等光 程相干剪切的特点。

2.光学系统实现等光程相干，并在像平面上获得比不用剪切干涉仪情况下分 辨率的提高。

3.剪切干涉仪可以有其它的结构形式。

4.本实用新型中，应用了等光程剪切干涉仪，当横向剪切量为零的情况下， 形成整个像面上的等光程相干成像，使系统的分辨率提高了，其中剪切干涉仪 可以由多种多样的剪切干涉仪替换。当横向剪切量不为零的情况下，可获得垂 直剪切方向的线视场等光程相干成像，同样可以提高该线视场的分辨率。

5.干涉仪也可以不在准直光路中，如果是在会聚或者发散光路中，可以通过 校正像差设计使得相干光束直接成像在一次像面上，获得分辨率的提高。

6.去掉前面的前置光学系统和准直光学系统，系统仍然具有相干成像的能 力，并获得分辨率的提高。

7.等光程剪切干涉仪也可以由反射镜和分光镜组成，也可以由棱镜和反射镜 及分光镜组成。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。