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专利号: 2021113119998
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多波段光谱接收与可见光成像共孔径光学系统,其特征在于,该系统包括:保护玻璃、同轴两反系统、反L形分光棱镜、紫外光谱接收系统、近红外光谱接收系统、可见光谱接收系统及可见光成像系统;目标发射光谱,依次经过所述保护玻璃和所述同轴两反系统后,经过反L形分光棱镜反射和透射后,分别通过所述紫外光谱接收系统、近红外光谱接收系统、可见光谱接收系统及可见光成像系统接收或成像;

所述同轴两反系统包括:同轴依次设置的次镜和主镜;目标发射光谱照射到所述主镜上,经过主镜反射到所述次镜,再由次镜反射后,经过所述主镜上的中心孔后,入射到所述反L形分光棱镜上;所述主镜与次镜的通光口径比为0.263,材料均为微晶玻璃,其中主镜的二次曲面系数为‑1.093,次镜的二次曲面系数为‑2.875;

所述反L形分光棱镜包括:三个等腰直角棱镜和一个道威棱镜;其中第一等腰直角棱镜和第二等腰直角棱镜的长边设置在所述道威棱镜的下底面上,另外第三等腰直角棱镜的长边设置在所述道威棱镜的上底面上,形成反L形结构;

所述第一等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜方案为:反射200nm‑400nm紫外波段,透射400nm‑2500nm波段;所述第二等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜方案为:对400nm‑760nm波段可见光实现5:5分光;所述第三等腰直角棱镜和所述道威棱镜的上底面间镀膜方案为:反射400nm‑760nm可见光波段,透射760nm‑2500nm近红外波段;

所述紫外光谱接收系统包括:沿光路经所述第一等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜反射后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜,且第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的光焦度分别为正、负、正、负,工作波段为200nm~400nm;所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均为球面透镜,玻璃牌号分别为CAF2、F_SILICA、CAF2、F_SILICA;紫外光谱接收系统的后工作距为27.24mm;

所述近红外光谱接收系统包括:沿光路经所述第一等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜透射,和所述第三等腰直角棱镜和所述道威棱镜的上底面间镀膜透射后依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜,且第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜光焦度分别为正、负、正、负,工作波段为760nm~2500nm;所述的第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜均为球面透镜,玻璃牌号分别为H‑ZPK1A、H‑ZF62、H‑ZPK7、H‑FK61;近红外光谱接收系统的后工作距为32.1mm;

所述可见光谱接收系统包括:沿光路经所述第一等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜透射、所述第三等腰直角棱镜和所述道威棱镜的上底面间镀膜反射,和第二等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜反射后依次设置的第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜,且第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜光焦度分别为正、负、正、负,工作波段为400nm~760nm;所述第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜为球面透镜,玻璃牌号分别为H‑FK61、H‑ZLAF75A、H‑ZPK7、H‑ZF52;所述可见光谱接收系统的后工作距为12.24mm;

所述可见光成像系统包括:沿光路经所述第一等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜透射、所述第三等腰直角棱镜和所述道威棱镜的上底面间镀膜反射,和第二等腰直角棱镜和所述道威棱镜的下底面间镀膜透射后依次设置的第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜,且第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜的光焦度分别为负、正、正、负,工作波段为400nm~760nm;所述第十三透镜、第十四透镜、第十五透镜和第十六透镜为球面透镜,玻璃牌号分别为H‑TF3L、H‑ZBAF21、H‑ZPK2A、H‑ZF52;可见光成像系统的后工作距为36.713mm~42.062mm。

2.根据权利要求1所述的多波段光谱接收与可见光成像共孔径光学系统,其特征在于,当所述光学系统存在0.3mrad的光轴抖动量时,系统可在环境温度范围为‑20℃~50℃、对物距为0.5km~1.5km、直径为0.5m大小的面目标进行多光谱采集和成像识别;可见光成像系统采用像面调焦方式,补偿由于温度和物距变化产生的像面漂移,调焦行程小于6mm。