一種日盲紫外光學(xué)鏡頭與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光電成像探測領(lǐng)域，尤其涉及一種日盲紫外光學(xué)鏡頭與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在日盲紫外成像檢測中，由于待測目標(biāo)產(chǎn)生的日盲紫外光一般比較弱，因此在日 盲紫外成像系統(tǒng)中普遍使用高靈敏度的紫外成像探測器。為了保證紫外成像探測器在日照 環(huán)境下也能在日盲紫外波段有效成像，避免該波段以外的太陽光強(qiáng)輻射的影響，需要在日 盲紫外成像系統(tǒng)中使用帶內(nèi)高通、帶外深度截止的濾光片。
[0003] 目前，用于日盲紫外成像系統(tǒng)中的濾光片主要為吸收型紫外濾光片和干涉型紫外 濾光片。其中，吸收型紫外濾光片由透紫外基底、有色玻璃、無機(jī)鹽、以及多種具有特殊吸收 光譜特性的有機(jī)染料構(gòu)成。吸收型濾光片的典型產(chǎn)品為以色列0FIL公司生產(chǎn)的SUBV吸 收型濾光片。對于信號光透過區(qū)，該濾光片的峰值波長為260nm，峰值透過率大于12 %，通 光帶寬為15nm;對于背景光截止區(qū)，該濾光片在290nm處的透過率小于10 12,在300nm~ 770nm波段的透過率小于10 12,在770nm~900nm波段的透過率小于10 5。吸收型濾光片具 有高透過、深截止的特性，同時受入射光角度的影響很小。但是，由于該型濾光片采用了較 多的吸收型材料，導(dǎo)致濾光片較厚，進(jìn)而使整個紫外成像系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計更加復(fù) 雜。同時，吸收型紫外濾光片的價格也比較昂貴。
[0004] 干涉型紫外濾光片利用光在多層介質(zhì)膜中的干涉作用，使得信號光高透過、背景 光深截止。干涉型濾光片的典型產(chǎn)品為沈陽匯博光學(xué)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HB254系列干涉 型紫外濾光片。對于信號光透過區(qū)，該濾光片的峰值波長為253. 7nm，峰值透過率為12%， 通光帶寬為12nm;對于背景光截止區(qū)，該濾光片在300nm~400nm波段的透過率為10 3~ 10 4。目前，干涉型紫外濾光片的背景光截止深度最高能達(dá)到10 5~10 6,若繼續(xù)加大背景 光截止深度，會使信號光的透過率明顯降低，而且無法保證很窄的通光帶寬。同時，該型紫 外濾光片受入射光角度的影響較大。但是，干涉型紫外濾光片厚度較薄，價格也比較便宜。
[0005] 在日盲紫外成像檢測中，隨著探測距離的增加，對背景光的截止要求也會相應(yīng)增 加。此時，采用吸收型紫外濾光片可以滿足使用要求。但是吸收型濾光片多為國外廠家生 產(chǎn)，價格昂貴，采購周期較長。而干涉型濾光片由于背景光截止深度不高，只能用于室內(nèi)或 近距離紫外成像系統(tǒng)。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)中亟需一種既能節(jié)約成本、又能滿足遠(yuǎn)距離探測需求，同時不增加 整個成像系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度的濾光方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種日盲紫外光學(xué)鏡頭與系統(tǒng)，有效解決了干涉型紫外濾光片不能 滿足日盲紫外成像系統(tǒng)濾光需求的問題，既節(jié)約了成本，又能滿足遠(yuǎn)距離探測需求。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種日盲紫外光學(xué)鏡頭，所述鏡頭從物方側(cè)到像 方側(cè)依次包括：
[0009] 第一正透鏡、帶中心通孔的反射鏡、負(fù)透鏡、第二正透鏡。其中，在第一正透鏡背對 反射鏡的一面鍍有紫外波段透射膜；第一正透鏡正對反射鏡的一面從上到下包括第一出射 面、第一反射面和第二出射面；負(fù)透鏡的兩個表面鍍有紫外波段透射膜；第二正透鏡正對 負(fù)透鏡的一面鍍有紫外波段透射膜。
[0010] 待測光信號從第一正透鏡背對反射鏡的一面入射，并從其第一出射面和第二出射 面出射，得到第一出射光；第一出射光經(jīng)所述反射鏡反射后，得到第二出射光；第二出射光 經(jīng)第一正透鏡的第一反射面反射后，得到第三出射光，第三出射光依次經(jīng)過所述反射鏡的 中心通孔、負(fù)透鏡和第二正透鏡后輸出。
[0011] 其中，所述紫外波段透射膜為對240nm~280nm波段高透過，對280nm~600nm波 段高截止的膜系。
[0012] 優(yōu)選的，所述負(fù)透鏡和第二正透鏡的孔徑相等。
[0013] 優(yōu)選的，所述反射鏡的中心通孔的孔徑大于所述負(fù)透鏡和第二正透鏡的孔徑。
[0014] 優(yōu)選的，第一反射面為第一正透鏡正對反射鏡的一面上鍍有反射鋁膜的區(qū)域。
[0015] 優(yōu)選的，所述反射鏡正對所述負(fù)透鏡的一面鍍有紫外波段反射膜；
[0016] 所述紫外波段反射膜為對240nm~280nm波段高反射，對280nm~600nm高截止 的膜系。
[0017] 優(yōu)選的，所述第一正透鏡的第一出射面和第二出射面的孔徑相等，第一出射面大 于第一反射面的孔徑。
[0018] 優(yōu)選的，所述紫外波段透射膜和所述紫外波段反射膜均由Hf〇2膜和Si02膜交替 堆疊鍍制而成。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種日盲紫外成像系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：本發(fā)明 的日盲紫外光學(xué)鏡頭、干涉型紫外濾光片、像面。其中，日盲紫外光學(xué)鏡頭用于濾除待測信 號中280nm~600nm波段的光；所述干涉型紫外濾光片用于濾除待測信號600nm~900nm 波段的光；所述像面用于獲取待測信號的紫外光圖像。
[0020] 優(yōu)選的，所述干涉型紫外濾光片在600nm~900nm波段的截止深度大于10 5。
[0021] 優(yōu)選的，日盲紫外光學(xué)鏡頭在280nm~600nm波段的截止深度大于10 8〇
[0022] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過采用折反混合式結(jié)構(gòu)的日盲紫外光學(xué)鏡頭，既增大了 系統(tǒng)口徑又減小了系統(tǒng)的體積；通過在日盲紫外光學(xué)鏡頭中特定的工作面鍍制透射膜或反 射膜，實現(xiàn)了在280nm~600nm波段的深度截止；通過設(shè)計相應(yīng)的干涉型紫外濾光片，實現(xiàn) 了在600nm~900nm波段的深度截止；通過在紫外光學(xué)鏡頭的特定工作面進(jìn)行鍍膜，同時在 像面前設(shè)計相應(yīng)的干涉型紫外濾光片，使得整個日盲紫外光學(xué)系統(tǒng)能夠滿足日盲紫外成像 中的濾光要求。
【附圖說明】
[0023] 通過以下參照附圖而提供的【具體實施方式】部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加 容易理解，在附圖中：
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例的日盲紫外光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例的日盲紫外光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 1、第一正透鏡；2、反射鏡；3、負(fù)透鏡；4、第二正透鏡；5、干涉型紫外濾光片；6、像 面；101、第一正透鏡的第一端面；102、第一正透鏡的第一出射面；103第一正透鏡的第一 反射面；104第一正透鏡的第二出射面；201、反射鏡的第一端面；202、反射鏡的第二端面； 301、負(fù)透鏡的第一端面；302負(fù)透鏡的第二端面；401、第二正透鏡的第一端面；402、負(fù)透鏡 的第二端面。
【具體實施方式】
[0027] 下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實施方式的描 述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。
[0028] 在現(xiàn)有技術(shù)中，用于日盲紫外成像系統(tǒng)中的濾光片主要為吸收型紫外濾光片和干 涉型紫外濾光片。當(dāng)探測距離增加時，成像系統(tǒng)對背景光的截止要求也相應(yīng)增加。此時，吸 收型紫外濾光片能滿足濾光要求，但是價格昂貴、采購周期長、增加系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。干 涉型紫外濾光片不能滿足濾光要求，但是價格便宜。因此，亟需一種既能節(jié)約成本、又能滿 足遠(yuǎn)距離探測需求，同時不增加整個成像系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度的濾光方案。
[0029] 本發(fā)明的主要思路是，首先設(shè)計了一種折反式結(jié)構(gòu)的紫外光頭鏡頭，然后根據(jù)干 涉濾光片的原理在所述紫外光頭鏡頭的特定工作面上進(jìn)行鍍膜，得到了日盲紫外光學(xué)鏡 頭，進(jìn)而實現(xiàn)了在280nm~600nm波段的深度截止。通過設(shè)計相應(yīng)的干涉型紫外濾光片，實 現(xiàn)了在600nm~900nm波段的深度截止。將所述日盲紫外光學(xué)鏡頭與所述干涉型紫外濾光 片配合使用，能使整個日盲紫外光學(xué)系統(tǒng)滿足日盲紫外成像中的濾光要求。
[0030] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例的技術(shù)方案。本發(fā)明實施例提供的日盲紫 外光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。日盲紫外光學(xué)鏡頭采用折反式結(jié)構(gòu)，從物方側(cè)到像 方側(cè)依次包括：
[0031] 第一正透鏡1、反射鏡2、負(fù)透鏡3、第二正透鏡4,并且反射鏡2上設(shè)置有中心通 孔。在本發(fā)明實施例中，第一正透鏡1選用平凸正透鏡，反射鏡2選用彎月型曼金反射鏡，負(fù) 透鏡3選用彎月型負(fù)透鏡，第二正透鏡4選用雙凸正透鏡。其中，第一正透鏡1包括兩個端 面：分別是第一正透鏡的第一端面101，第一正透鏡的第二端面（圖中未示出）。其中，第一 正透鏡的第一端面101即第一正透鏡1背對負(fù)透鏡2的一面，第一正透鏡的第二端面即第 一正透鏡1正對負(fù)透鏡2的一面。其中第一正透鏡的第二端面從上到下可分成三部分，分 別是：第一正透鏡的第一出射面102,、第一正透鏡的第一反射面103、第一正透鏡的第二出 射面104。其中，第一正透鏡的第一反射面103為第一正透鏡1的第二端面上鍍有反射鋁膜 的區(qū)域。優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中負(fù)透鏡3與第二正透鏡4的孔徑相等。反射鏡2的中心 通孔的孔徑大于負(fù)透鏡3的孔徑，同時中心通孔的孔徑也大于第二正透鏡4的孔徑。優(yōu)選 的，負(fù)透鏡3與第二正透鏡4相互粘結(jié)，并可以沿光軸方向前后移動，以實現(xiàn)變焦功能。本 發(fā)明實施中日盲