[实用新型]一种非调焦全折射无热化红外光学系统

说明书

本实用新型公开了一种非调焦全折射无热化红外光学系统，其特征在于，包括沿光线入射方向依次同轴排布的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜：所述第一透镜的材料为IRG207，0.04＜光焦度绝对值＜0.05；所述第二透镜的材料为IRG203，0.05＜光焦度绝对值＜0.06；所述第三透镜的材料为IRG209，0.03＜光焦度绝对值＜0.04；所述第一透镜、第三透镜包含非球面。该系统结构简单，光轴稳定，系统可靠性高，整个红外系统在不同温度下不产生离焦，保证光学系统不需调焦即可清晰成像。

技术领域

本实用新型属于光学领域中长波红外成像领域，涉及一种非调焦无热长波化红外光学系统，不需要调焦即可实现-40℃~+60℃环境条件下的清晰成像。

背景技术

随着红外夜视技术的快速发展，非制冷红外光学系统在民用工程的到广泛的应用但是红外镜头所用材料的折射率温度系数dn/dT较大，随着环境温度的变化，折射率、光学镜片的曲率和厚度、零件间隔都会发生变化，使红外光学系统产生离焦，导致系统成像质量变差。因此无热化红外光学系统成为高精度红外光学系统的一个重要发展方向。

红外系统无热化设计的方法主要有三种：第一种是机械被动补偿方法，采用结构件材料热变形和红外材料热膨胀的互补来进行温度补偿；第二种是机械电子主动补偿法，采用传统的电动调焦进行温度补偿；机械被动补偿和机械电子主动补偿两种方法都会导致系统机构复杂度增加，可靠性降低，操作不便；第三种是光学被动补偿法，可以在系统中加入衍射光学元件，但衍射光学元件的生产成本高，加工和装备工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种非调焦无热化红外光学系统。该系统结构简单，光轴稳定，系统可靠性高，整个红外系统在不同温度下不产生离焦，保证光学系统不需调焦即可清晰成像。

本实用新型采取的技术方案是：

一种非调焦全折射无热化红外光学系统，其特别之处在于：包括沿着入射方向依次同轴排列的第一透镜、光阑、第二透镜、第三透镜：

上述第一透镜的材料为IRG207，0.04＜光焦度绝对值＜0.05；

上述第二透镜的材料为IRG203，0.05＜光焦度绝对值＜0.06；

上述第三透镜的材料为IRG209，0.03＜光焦度绝对值＜0.04；

上述第一透镜、第三透镜包含非球面。

上述第一透镜25mm＜通光孔径＜26mm，4mm＜厚度＜5mm；

上述第二透镜18mm＜通光孔径＜19mm，3mm＜厚度＜4mm；

上述第三透镜18mm＜通光孔径＜19mm，2mm＜厚度＜3mm；

上述第一透镜的通光孔径为25.4mm，厚度为4.86mm；

上述第二透镜的通光孔径为18.6mm，厚度为3.04mm；

上述第三透镜的通光孔径为19.0mm，厚度为3.00mm；

所述第三透镜的光线出射面的中心离像面的距离为11.11mm。

该非调焦全折射无热化红外光学系统的外形尺寸为φ25.4mm×41mm，结构紧凑。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

1、该光学系统焦距为34mm，相对孔径F/1.2，光学系统的光焦度、材料热膨胀系数选取合理，在高、低温下可以相互补偿，在-40℃、20℃、60℃环境下均可以保持较高的成像质量，无需重新调焦，节省空间和质量，可靠性高；

2、该光学系统使用国产长波红外硫系玻璃，技术相对成熟，加工相对简单，成本较低；