[实用新型]适用于量子阱探测器红外热像仪的红外光学系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学系统设计领域，涉及一种红外热像仪的光学系统。

背景技术

量子阱红外探测器以向大面阵实用化方向迅速发展，已成为可以与传统碲镉汞材料红外探测器相比拟的新型探测器，缓解了碲镉汞材料红外探测器先天不足和工艺成熟性欠佳导致的技术问题。美国以及欧洲多个国家针对量子阱红外探测器作了大量研究工作，量子阱红外焦平面探测器（QWIP）以其大面阵集成、低成本、易实现批量生产等优势，在红外跟踪、侦察、精确制导、机载舰载前视红外系统等军事设备方面将发挥重要作用。

现有技术中缺乏应用量子阱红外焦平面探测器（QWIP）红外热像仪产品而设计的长焦光学系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于量子阱探测器红外热像仪的红外光学系统，用以解决现有技术缺乏针对量子阱红外焦平面探测器（QWIP）红外热像仪设计的长焦光学系统的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种适用于量子阱探测器红外热像仪的红外光学系统，用于设置在探测器之前，该系统包括沿光路入射方向依次设置的同轴的第一、第三、第四、第五，四个透镜；所述第一透镜为弯月正透镜，口径为150.3mm、厚度为11mm；第三透镜为弯月正透镜，口径为62.3mm，厚度为6.1mm；第四透镜为弯月正透镜，口径为53.5mm，厚度为7mm；第五透镜为弯月负透镜，口径为46.2mm，厚度为5.05mm；第一、第三、第四、第五，四个透镜之间距离依次为118.1mm，164mm， 1mm；所述第四透镜的第一面为非球面，非球面系数为：k＝0、A＝-8.4953e-007、B＝-5.1236e-011、C＝-2.7840e-013、D＝9.0573e-017、E＝0、F＝0、G＝0、H＝0、J＝0。

第一、第三透镜之间还设有用于补充0°到40°温度范围像面漂移的第二透镜，该第二透镜为双凹负透镜，口径为49.4mm，厚度为4mm；与第一、第三透镜的距离分别为150.9mm， 13.1mm；轴向调整距离为±2mm。

所述探测器上设有探测器保护窗口，所述第五透镜与探测器之间间隔19.7mm。

所述第一透镜的第一面上镀有用以增加透过率的硬膜。

本实用新型为基于应用量子阱红外焦平面探测器（QWIP）红外热象仪产品而设计的长焦光学系统，利用至少四个单透镜（其中一个透镜第一面为非球面），获得良好的像质，并且几乎没有冷反射现象。本红外热象仪长焦光学系统的实用新型具有以下优点：透镜使用个数少；成像质量优；几乎无冷反射现象；分辨率高；光机装调方便。

附图说明

图1是本实用新型系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示的光学系统由按光路走向依次由同轴的透镜1、透镜2、透镜3、透镜4、透镜5共五片透镜组成，其中透镜4的第一面为非球面。系统工作波段在长波红外：7.5m～9m；光学系统的焦距较长，为286.4mm。

参见图1，目标物体辐射的红外光束依次经过同轴单透镜1（弯月正透镜，材料：锗）、单透镜2（双凹负透镜，材料：硒化锌）、单透镜3(弯月正透镜，材料：锗）、单透镜4（弯月正透镜，材料：锗）、单透镜5（弯月负透镜，材料：硒化锌）后，汇聚成像于量子阱红外焦平面探测器6，从而可获得目标图像。

透镜1口径为150.3mm、厚度为11mm；透镜2口径为49.4mm，厚度为4mm;透镜3口径为62.3mm，厚度为6.1mm；透镜4口径为53.5mm，厚度为7mm；透镜5口径为46.2mm，厚度为5.05mm。

透镜1与透镜2间隔118.1mm；透镜2与透镜3间隔150.9mm；透镜3与透镜4间隔13.1mm；透镜4与透镜5间隔为1mm；透镜5与探测器6保护窗口间隔19.7mm。

单透镜4的第一面为非球面，非球面系数为：k＝0、A＝-8.4953e-007、B＝-5.1236e-011、C＝-2.7840e-013、D＝9.0573e-017、E＝0、F＝0、G＝0、H＝0、J＝0。单透镜1的第一面镀硬膜，以增加透过率。

单透镜2可作为调焦透镜，轴向调焦范围为±2mm ，用以补偿0℃～+40℃温度范围像面的飘移，保证系统像质。

本光学系统使用透镜个数少，像质好，分辨率高，且几乎没有冷反射现象。满足量子阱红外热象仪的使用安装要求。