雙譜段共孔徑光學鏡頭設計與驗證

王春雨， 牛錦川， 張 超， 王 聰， 趙英龍，張 凱， 張生杰， 伏瑞敏， 湯天瑾， 黃 陽

(北京空間機電研究所，北京 100000)

0 引言

隨著民用及軍用領域對目標探測精度和抗干擾性要求的不斷提高，為了對目標進行精確探測及定位跟蹤，往往采用可見光系統、紅外系統、激光系統及紫外系統等多系統拼接的方式來實現，但該種方式存在系統體積大、質量大、不便于裝調、機動性差等缺點[1]。為克服上述缺點，復合光學系統得到大力發(fā)展。其中，共孔徑復合光學系統可以在有限孔徑內實現兩種及以上譜段的融合聚焦，獲取更多目標及背景信息，具有融合程度高、空間利用率高的優(yōu)點。該類系統設計難度大，材料可供選擇的范圍有限，在設計中需要針對不同探測波段的特點，利用不同波段的共性特征，選擇合適的光路結構、材料、高效的分光器件，在一定空間結構內實現不同譜段高度融合[2-7]。

國際上，歐美、日本等均對雙模(多模)復合光學系統有所研究。美國是最早進行該領域研究的國家，先后發(fā)展了紅外/紫外及紅外/微波雙模復合制導技術；進入21世紀,歐美紅外探測器和激光集成技術日益成熟，使紅外成像/激光雷達雙模技術有了進一步發(fā)展，美國洛馬公司、德國Diehl BGT防御中心均先后研制了紅外/激光雙模復合系統[8]；國內科研人員利用卡塞格林系統設計了一種紅外/激光雙模共口徑光學系統，系統利用次鏡分光，即激光直接透過次鏡，在頭罩與次鏡之間會聚成光斑，而紅外則經過次鏡反射后再經過紅外透鏡組成像，主、次鏡均為二次曲面，加工成本高、裝調難度大；……