本技術(shù)涉及光學(xué)系統(tǒng)，尤指一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、星敏感器是一種以恒星為參考源的高精度光學(xué)姿態(tài)敏感器，是目前姿態(tài)測(cè)量精度最高的測(cè)量?jī)x器。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的可見光星敏感器受背景雜光的影響較大，只能用于大氣層外空間或夜間測(cè)星，而且光學(xué)系統(tǒng)多為透射式。隨著導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)星敏感器的應(yīng)用環(huán)境要求也越來(lái)越高。

2、其中，光學(xué)系統(tǒng)是星敏感器研制過(guò)程中的重要部分。但是現(xiàn)有的星敏感器的光學(xué)系統(tǒng)的成像畸變較大，真實(shí)性差，導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)精度低。

3、因此，本實(shí)用新型致力于提供一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其通過(guò)設(shè)置反射鏡組和校正透射鏡組，能夠有效降低折反式光學(xué)成像系統(tǒng)的畸變值，保證星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)的成像效果，進(jìn)而保證星敏感器的探測(cè)精度。

2、本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：

3、一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，包括濾光片l9、反射鏡組和校正透射鏡組，所述反射鏡組包括沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一反射鏡l1和第二反射鏡l2，所述第二反射鏡l2的中心處開設(shè)有通光口；

4、所述校正透射鏡組包括沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一透鏡l3、第二透鏡l4、第三透鏡l5、第四透鏡l6、第五透鏡l7和第六透鏡l8，所述第一透鏡l3和所述第二透鏡l4設(shè)置在所述第一反射鏡l1和所述第二反射鏡l2之間，所述第三透鏡l5、所述第四透鏡l6、所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8設(shè)置在所述第二反射鏡l2遠(yuǎn)離所述第一反射鏡l1的一側(cè)；

5、所述濾光片l9設(shè)置在所述第六透鏡l8遠(yuǎn)離所述第五透鏡l7的一側(cè)。

6、在一些實(shí)施方式中，所述第一透鏡l3、所述第二透鏡l4、所述第三透鏡l5、所述第四透鏡l6、所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8滿足以下條件：

7、3.2mm＜d1＜3.6mm，2.8mm＜d2＜3.1mm，2.1mm＜d3＜2.4mm，2.1mm＜d4＜2.4mm，1.3mm＜d5＜1.6mm，4.5mm＜d6＜4.7mm；

8、其中，d1為所述第一透鏡l3的厚度，d2為所述第二透鏡l4的厚度，d3為所述第三透鏡l5的厚度，d4為所述第四透鏡l6的厚度，d5為所述第五透鏡l7的厚度，d6為所述第六透鏡l8的厚度。

9、在一些實(shí)施方式中，所述第一透鏡l3和所述第三透鏡l5均為負(fù)彎月透鏡，所述第二透鏡l4為正彎月透鏡。

10、在一些實(shí)施方式中，所述第六透鏡l8為平凸透鏡，所述第四透鏡l6和所述第五透鏡l7均為雙凹透鏡。

11、.在一些實(shí)施方式中，所述第一透鏡l3的材料為n-pk52a，所述第三透鏡l5的材料為znse，所述第二透鏡l4的材料為zns。

12、在一些實(shí)施方式中，所述第六透鏡l8的材料為znse，所述第四透鏡l6的材料為zns，所述第五透鏡l7的材料為jgs1。

13、在一些實(shí)施方式中，所述第二反射鏡l2和所述第一透鏡l3間的距離為d2，95.8mm＜d2＜96.1mm，所述第一透鏡l3和所述第二透鏡l4間的距離為d3，3.9mm＜d3＜4.2mm，所述第二透鏡l4和所述第三透鏡l5間的距離為d4，16.1mm＜d4＜16.4mm，所述第三透鏡l5和所述第四透鏡l6間的距離為d5，3.9mm＜d5＜4.2mm，所述第四透鏡l6和所述第五透鏡l7間的距離為d6，1.5mm＜d6＜1.75mm，所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8間的距離為d7，36.5mm＜d7＜36.8mm；

14、和/或

15、所述第一反射鏡l1與所述第二反射鏡l2間的距離為d1，112.5mm＜d1≤113mm；

16、和/或

17、所述第二反射鏡l2的口徑為105mm。

18、在一些實(shí)施方式中，所述第一反射鏡l1朝向靠近所述第二反射鏡l2的方向凸出，所述第二反射鏡l2靠近所述第一反射鏡l1的一側(cè)為凹面；

19、所述第一反射鏡l1為光學(xué)玻璃n-fk5材料，所述第二反射鏡l2為碳化硅材料。

20、在一些實(shí)施方式中，所述第一透鏡l3、所述第二透鏡l4、所述第三透鏡l5、所述第四透鏡l6、所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8的曲率半徑滿足以下條件：

21、-15mm＜rs1＜-10mm，-15mm＜rs2＜-10mm；

22、25mm＜rs3＜30mm，550mm＜rs4＜555mm；

23、-15mm＜rs5＜-10mm，-25mm＜rs6＜-20mm；

24、10mm＜rs7＜15mm，-50mm＜rs8＜45mm；

25、-15mm＜rs9＜-10mm，5mm＜rs10＜10mm；

26、55mm＜rs11＜60mm，rs12＝∞；

27、其中，rs1和rs2分別為第一透鏡l3前后兩個(gè)表面的曲率半徑，rs3和rs4分別為第二透鏡l4前后兩個(gè)表面的曲率半徑，rs5和rs6分別為第三透鏡l5前后兩個(gè)表面的曲率半徑，rs7和rs8分別為第四透鏡l6前后兩個(gè)表面的曲率半徑，rs9和rs10分別為第五透鏡l7前后兩個(gè)表面的曲率半徑，rs11和rs12分別為第六透鏡l8前后兩個(gè)表面的曲率半徑。

28、在一些實(shí)施方式中，所述濾光片l9與所述第六透鏡l8之間的距離為15.92mm，所述濾光片l9的厚度為1.1mm。

29、通過(guò)本實(shí)用新型提供的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，具有以下有益效果：

30、1.本實(shí)用新型提供的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一反射鏡和第二反射鏡，并將第一透鏡l3和第二透鏡l4設(shè)置在第一反射鏡l1和第二反射鏡l2之間，第三透鏡l5，第四透鏡l6，第五透鏡l7和第六透鏡l8設(shè)置在第二反射鏡l2遠(yuǎn)離第一反射鏡l1的一側(cè)，采用折反式系統(tǒng)，能夠顯著降低工作波段全視場(chǎng)范圍內(nèi)相對(duì)畸變和視場(chǎng)，相較于傳統(tǒng)的星敏感器的光學(xué)系統(tǒng)具有更小的相對(duì)畸變和視場(chǎng)，進(jìn)而提升星敏感器的測(cè)量精度。

31、2.本實(shí)用新型提供的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，畸變值小于0.005％，降低了光學(xué)總長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，利于多平臺(tái)的應(yīng)用，可適用于紅外監(jiān)控、態(tài)勢(shì)感知等多個(gè)領(lǐng)域，具有更加廣泛的應(yīng)用性。另外本折反式光學(xué)系統(tǒng)的口徑大，視場(chǎng)小，增大口徑能夠增大進(jìn)入折反式光學(xué)系統(tǒng)的目標(biāo)能量，提升強(qiáng)背景下提取光信號(hào)的能力，減小視場(chǎng)能夠降低大氣背景對(duì)觀星的不利影響，進(jìn)而滿足光學(xué)系統(tǒng)全天時(shí)探星的需求。

技術(shù)特征：

1.一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括濾光片l9、反射鏡組和校正透射鏡組，所述反射鏡組包括沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一反射鏡l1和第二反射鏡l2，所述第二反射鏡l2的中心處開設(shè)有通光口；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡l3、所述第二透鏡l4、所述第三透鏡l5、所述第四透鏡l6、所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8滿足以下條件：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡l3和所述第三透鏡l5均為負(fù)彎月透鏡，所述第二透鏡l4為正彎月透鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第六透鏡l8為平凸透鏡，所述第四透鏡l6和所述第五透鏡l7均為雙凹透鏡。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡l3的材料為n-pk52a，所述第三透鏡l5的材料為znse，所述第二透鏡l4的材料為zns。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第六透鏡l8的材料為znse，所述第四透鏡l6的材料為zns，所述第五透鏡l7的材料為jgs1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反射鏡l1朝向靠近所述第二反射鏡l2的方向凸出，所述第二反射鏡l2靠近所述第一反射鏡l1的一側(cè)為凹面；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一透鏡l3、所述第二透鏡l4、所述第三透鏡l5、所述第四透鏡l6、所述第五透鏡l7和所述第六透鏡l8的曲率半徑滿足以下條件：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述濾光片l9與所述第六透鏡l8之間的距離為15.92mm，所述濾光片l9的厚度為1.1mm。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種用于紅外星敏感器的折反式光學(xué)成像系統(tǒng)，包括濾光片L9、反射鏡組和校正透射鏡組，反射鏡組包括沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一反射鏡L1和第二反射鏡L2，第二反射鏡L2的中心處開設(shè)有通光口，校正透射鏡組包括沿光線傳播方向同軸依次設(shè)置的第一透鏡L3、第二透鏡L4、第三透鏡L5、第四透鏡L6、第五透鏡L7和第六透鏡L8，第一透鏡L3和第二透鏡L4設(shè)置在第一反射鏡L1和第二反射鏡L2之間，第三透鏡L5、第四透鏡L6、第五透鏡L7和第六透鏡L8設(shè)置在第二反射鏡L2遠(yuǎn)離第一反射鏡L1的一側(cè)，濾光片L9設(shè)置在所述第六透鏡L8遠(yuǎn)離所述第五透鏡L7的一側(cè)，如此，能夠有效降低星敏感器光學(xué)系統(tǒng)的畸變值，進(jìn)而提升了星敏感器測(cè)量精度和探測(cè)能力。

技術(shù)研發(fā)人員：于遠(yuǎn)航,楊曉宇,崔維鑫,秦敏昱,秦超,雒莎,袁志剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240808
技術(shù)公布日：2025/5/15