[发明专利]一种采用渥拉斯顿棱镜进行偏振分光的成像光学系统

摘要

本发明公开了一种采用渥拉斯顿棱镜进行偏振分光的成像光学系统，包括光学镜头（2）和探测器（5），还包括渥拉斯顿棱镜（1）、空间光调制器（3）和检偏器（4）；其中，空间光调制器（3）包括液晶层（6）和驱动电路（7）。当成像光学系统工作时，外部光线进入反向放置的渥拉斯顿棱镜（1），光线经过光学镜头（2）之后到达空间光调制器（3），空间光调制器（3）通过驱动电路（7）调节液晶层（6）两端的电压大小，控制通过光束的偏振状态。本发明实现了在不增加光学系统体积重量的情况下，在目前的探测器制造水平下，光学系统焦距不变，视场扩大一倍，能够有效地满足某些应用下对光学系统的特殊要求。

主权项

一种采用渥拉斯顿棱镜进行偏振分光的成像光学系统，包括：光学镜头（2）和探测器（5），其特征在于还包括：渥拉斯顿棱镜（1）、空间光调制器（3）和检偏器（4）；其中，空间光调制器（3）包括：液晶层（6）和驱动电路（7）；渥拉斯顿棱镜（1）由两块直角棱镜胶粘而成，两块直角棱镜均采用双折射晶体，两块直角棱镜的光轴互相垂直，同时平行于各自的表面，渥拉斯顿棱镜（1）置于光学镜头（2）的入瞳处；光学镜头（2）由三个透镜组组成，第一透镜组为会聚透镜组，位于光学镜头（2）最前方，将入射平行光会聚成中间像面，第二透镜组为场镜，位于中间像面处，第三透镜组为二次成像透镜组，位于中间像面后方，将中间像会聚成像至像面，同时将出瞳位置成像至最后一片透镜的后面；空间光调制器（3）置于光学镜头（2）出瞳处；空间光调制器（3）中的液晶层（6）和驱动电路（7）之间通过排线连接；检偏器（4）置于空间光调制器（3）后方；探测器（5）置于光学镜头（2）像面处；当成像光学系统工作时，外部光线进入反向放置的渥拉斯顿棱镜（1），此时，渥拉斯顿棱镜（1）作为合束棱镜，两束光矢量相互垂直的不同视场的光线分别经过渥拉斯顿棱镜（1）之后成为一束光线，进入光学镜头（2）；因此，光学镜头（2）的视场被渥拉斯顿棱镜（1）分为左右两部分，视场扩大一倍，并且两个视场中的光线为光矢量相互垂直的线偏振光；光线经过光学镜头（2）之后到达空间光调制器（3），空间光调制器（3）通过驱动电路（7）调节液晶层（6）两端的电压大小，控制通过光束的偏振状态；在液晶层（6）的两端施加电压时，液晶分子的取向会发生变化，光通过液晶的相位延迟发生相应的变化，达到调制偏振态的目的；通过不断变换空间光调制器（3）上施加的电压大小，改变出射光线的偏振态；调制后出射的偏振光线到达检偏器（4），当光线的偏振态与检偏器（4）一致时，光线通过检偏器（4）到达探测器（5），实现成像；空间光调制器（3）与检偏器（4）共同作用，选择需要成像的光学系统视场部分；通过使用不同顶角的棱镜，实现两个视场之间不同的分开角度；同时，渥拉斯顿棱镜（1）置于光学镜头（2）的入瞳处，空间光调制器（3）置于光学镜头（2）的出瞳处，不会在像面成像，因此不会产生鬼像的杂散光。