中国科学院光电技术研究所应用光学研究室廖胜课题组在共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统研究上取得新进展:提出了一种共用光路部分为透镜和反射镜相结合,利用二色分光镜实现分光探测成像,通过巧妙搭配合适的光学材料、机械材料和分配光焦度,可实现两个支路系统在较宽温度内取得良好成像性能的共孔径红外双波段消热差光学系统结构形式。

  目前报道的红外双波段消热差光学系统大多集中在采用谐衍射光学元件实现双波段和消热差设计,但是实际应用时谐衍射光学元件存在衍射效率不高、加工面型不好等不足,采用分孔径式结构形式的红外双波段消热差光学系统存在体积大、重量大的缺点,通常在R-C反射系统后直接加二色分光镜实现分光探测成像的结构形式存在二色分光镜在透射支路中引入较大的像散、彗差等像差,影响透射支路的成像性能,尤其对于宽光谱并且要保证较宽温度范围内依然拥有良好成像性能影响更大。

  该研究将透镜和反射镜相结合作为共用光路部分,减小入射到二色分光镜上光线的入射角度来减小二色分光镜引入像差对透射支路的影响,通过巧妙搭配合适的光学材料、机械材料和分配光焦度实现共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统在较宽的温度范围内和宽光谱范围内可实现良好的成像性能。为保证共用部分的像差量相近,研究分析了共用透镜组的材料选择和考虑因素,以及共孔径宽光谱红外双波段消热差光学系统共光路部分和各自校正光路的部分的初级像差。设计结果表明,该系统两个光路在较宽的温度范围内获得了良好的成像探测性能。

  该研究工作得到了航天科技集团和中国科学院青年创新促进会项目的支持。