[发明专利]离轴反射式发射成像共孔径光学系统及方法

说明书

本发明公开了离轴反射式发射成像共孔径光学系统及方法，包括发射光路与成像光路，以及第一反射镜、第二反射镜、分光镜、第三反射镜和第四反射镜；且发射光路与成像光路在第一反射镜、第二反射镜、分光镜之间光段共光路；成像光路入瞳同时也是发射光路出瞳等；本发明具有全波段无色差，成像质量和发射光束质量优秀，结构简单，生产和维护成本低，系统装调便利等优点。

技术领域

本发明涉及激光发射和成像领域，更为具体的，涉及离轴反射式发射成像共孔径光学系统及方法。

背景技术

激光通讯具有传输损耗小、传输距离远、通信质量高、通讯容量大，保密性强等优点，但是在移动中进行远距离激光通讯时，由于通讯目标的相对位置随时都在变化，必须配备目标跟踪系统用以实时探测并跟踪通讯目标位置。这就会同时用到成像光学系统和激光发射光学系统，随着应用要求的不断提高，对系统的集成性、功能的多元化的需求也日益紧迫。

将发射和成像光学系统一体化设计已是一种趋势，目前发射和成像光学系统一体化设计多采用透镜式光学系统实现，但是成像系统与发射系统通常工作的不同的波段，由于采用透射玻璃元件，不可避免的存在色差问题，造成仪器体积庞大光路透镜设计复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供离轴反射式发射成像共孔径光学系统及方法，具有全波段无色差，成像质量和发射光束质量优秀，结构简单，生产和维护成本低，系统装调便利等优点。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

离轴反射式发射成像共孔径光学系统，包括发射光路与成像光路，其特征在于，设置有第一反射镜、第二反射镜、分光镜、第三反射镜和第四反射镜；且发射光路与成像光路在第一反射镜、第二反射镜、分光镜之间光段共光路；成像光路入瞳同时也是发射光路出瞳；

在所述成像光路中，第一反射镜将成像光路入瞳光束折转并会聚至第二反射镜，第二反射镜将第一反射镜会聚的光束整形为近似平行光束并折转至分光镜，近似平行光束透过分光镜射入第三反射镜，第三反射镜将分光镜所透射的近似平行光束进行一次成像并折转至第四反射镜，同时产生部分球差；第四反射镜将第三反射镜折转的光束继续折转并引入与自第三反射镜入射的光束相对应的球差和相差，综合后以平衡系统像差，并使得光束在像面处成像；

在所述发射光路中，发射激光由发射入瞳入射，分光镜将由发射入瞳射入的激光折转至第二反射镜，第二反射镜将分光镜折转的激光折转至第一反射镜，并将光束发散，第一主反射镜将第二反射镜折转射入光束折转至发射光路出瞳，并在预设距离位置会聚。

进一步地，第一反射镜、第二反射镜、分光镜、第三反射镜和第四反射镜均离轴使用。

进一步地，第一反射镜、第三反射镜、第四反射镜均为非球面，第二反射镜为旋转抛物面。

进一步地，第一反射镜具有正光焦度。

进一步地，第二反射镜具有负光焦度。

进一步地，第三反射镜具有正光焦度。

进一步地，第四反射镜具有正光焦度。

进一步地，第四反射镜为二次曲面。

进一步地，第二反射镜沿其光轴平动能实现发射光路与成像光路同步调焦。

基于离轴反射式发射成像共孔径光学系统的方法，包括步骤：用于对极紫外波段至长波红外波段的入射光束成像与发射激光发射。

本发明的有益效果是：

本发明全波段无色差，成像质量和发射光束质量优秀，结构简单，生产和维护成本低，系统装调便利等；具体的，