本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種長波紅外和短波紅外復(fù)合準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

利用紅外制導(dǎo)仿真系統(tǒng)，可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對實(shí)戰(zhàn)條件下的導(dǎo)彈性能進(jìn)行模擬測試，大大縮短紅外制導(dǎo)武器的研制時間，降低研究成本。在紅外制導(dǎo)仿真系統(tǒng)中，紅外場景產(chǎn)生器是一個非常關(guān)鍵的子系統(tǒng)。利用控制電路把目標(biāo)和背景的圖像信息加載到紅外CRT(陰極射線管)上，使其發(fā)出帶有一定信息的紅外線輻射，通過適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生類似于真實(shí)目標(biāo)和背景所發(fā)出的紅外輻射信息，最后被導(dǎo)彈導(dǎo)引頭接收。連接導(dǎo)引頭的計(jì)算機(jī)可對取得的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而修正和提高導(dǎo)引頭性能。目前，由于紅外CRT熒光粉的特性和紅外材料的透射范圍決定了紅外CRT只能工作于近紅外、中紅外、短波紅外或遠(yuǎn)紅外波段之一，因而基于紅外CRT的仿真系統(tǒng)只能模擬目標(biāo)和背景所發(fā)出的一個波段內(nèi)的紅外輻射，其仿真性能受到了一定的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種長波紅外和短波紅外復(fù)合準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)，將8～12μm波段和0.9～1.7μm波段的紅外輻射復(fù)合輸出的紅外雙波段復(fù)合準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，以提高紅外仿真系統(tǒng)的測評性能，特別是為雙波段復(fù)合導(dǎo)引頭的評估測試提供一個目標(biāo)仿真平臺。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種長波紅外和短波紅外復(fù)合準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：第一光源、第二光源、第一透鏡組、第二透鏡組和半反半透鏡；所述第一光源發(fā)出長波紅外光，經(jīng)過第一透鏡組后成為平行光，通過半反半透鏡投射出去；所述第二光源發(fā)出短波紅外光，經(jīng)過第二透鏡組成為平行光，通過半反半透鏡反射出去；兩束準(zhǔn)直后的平行光合成一束光，被外部探測器接收。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用復(fù)合鏡將8～12m波段和0.9～1.7μm波段的紅外輻射復(fù)合，使紅外CRT場景產(chǎn)生器能同時工作于兩個紅外波段，對遠(yuǎn)處真實(shí)目標(biāo)和背景發(fā)出的兩個波段紅外輻射圖像進(jìn)行仿真模擬，提高了紅外CRT場景產(chǎn)生器的仿真性能。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種長波紅外和短波紅外復(fù)合準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、第一CRT光源，2、第一透鏡，3、第二透鏡，4、第二CRT光源，5、第三透鏡，6、第四透鏡，7、第五透鏡，8、復(fù)合鏡，9、孔徑光闌，10、前表面和12、后表面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種長波紅外和短波紅外復(fù)合準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射8～12μm波段紅外輻射的第一CRT光源1、第一透鏡2、第二透鏡3、發(fā)射0.9～1.7μm波段紅外輻射的第二CRT光源4、第三透鏡5、第四透鏡6、第五透鏡7、復(fù)合鏡8和孔徑光闌(同時為光學(xué)系統(tǒng)的出瞳)9；第一CRT光源1、第一透鏡2、第二透鏡3、孔徑光闌9在同一光軸上依次放置，第一CRT光源1位于第一透鏡2和第二透鏡3組成的透鏡組的后焦點(diǎn)上，其發(fā)射的紅外輻射由第一透鏡2和第二透鏡3組成的透鏡組準(zhǔn)直；第二CRT光源4、第三透鏡5、第四透鏡6、第五透鏡7在同一光軸上依次放置，且此光軸與第一CRT光源1所在的光軸垂直，第二CRT光源4位于第三透鏡5、第四透鏡6和第五透鏡7組成的透鏡組的后焦點(diǎn)上，其發(fā)射的紅外輻射由第三透鏡5、第四透鏡6和第五透鏡7組成的透鏡組準(zhǔn)直；復(fù)合鏡8置于第二透鏡3和孔徑光闌9之間第一CRT光源1所在光軸與第二CRT光源4所在光軸的交匯處，并且相對于第一CRT光源1所在光軸傾斜45°。

本發(fā)明工作時，第一CRT光源1發(fā)出8～12μm波段的紅外輻射，經(jīng)由第一透鏡2，第二透鏡3后被準(zhǔn)直成為平行光；第二CRT光源4發(fā)出0.9～1.7μm波段的紅外輻射，經(jīng)由第三透鏡5，第四透鏡6和第五透鏡7后被準(zhǔn)直成為平行光；兩束準(zhǔn)直后的紅外輻射通過復(fù)合鏡8被合成為一束，在孔徑光闌9處被導(dǎo)引頭的探測器接收。

第一透鏡2、第二透鏡3及復(fù)合鏡8選用能夠工作于8～12μm波段的紅外材料；第一透鏡2和第二透鏡3分別采用彎月形負(fù)透鏡和正透鏡以消除系統(tǒng)球差，第一透鏡2的前、后表面以及第二透鏡3的后表面采用球面，第二透鏡3的前表面采用非球面基底的二元面，以消除殘余球差和色差。第三透鏡5、第四透鏡6和第五透鏡7采用能夠工作于0.9～1.7μm波段的光學(xué)玻璃材料；第三透鏡5為小光焦度彎凹形負(fù)透鏡，作用是消除系統(tǒng)的場曲；第四透鏡6和第五透鏡7的類型分別為彎凹形負(fù)透鏡和彎凹形正透鏡；第三透鏡5、第四透鏡6和第五透鏡7的表面都采用球面面型。復(fù)合鏡8的前表面10鍍膜后對8～12μm紅外波段高透，后表面11鍍膜后對0.9～1.7μm波段高反。出瞳9的位置及大小可以視仿真系統(tǒng)的尺寸和要求而定。

本發(fā)明的一個實(shí)施例如圖1所示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇的波段為8～12μm和0.9～1.7μm；兩個物面的大小，即第一CRT光源1和第二CRT光源4顯示屏對角線的長度，都為46mm；8～12μm和0.9～1.7μm兩個波段對應(yīng)的準(zhǔn)直光路焦距都為340mm；出瞳9直徑85mm，系統(tǒng)的出射半視場角為3.8°。第一透鏡2的通光直徑為76.2mm，焦距為-113.0mm，第一透鏡2到第一CRT光源1的距離為140mm，到第二透鏡3的距離73.2mm；第二透鏡3的通光直徑為147.6mm，焦距為158.0mm，距離復(fù)合鏡8后表面11的中心90mm；第三透鏡5的通光直徑為81.6mm，焦距為-238.0mm，到第二CRT光源4的距離為141mm，到第四透鏡6的距離為83.0mm；第四透鏡6的通光直徑為131.6mm，焦距為-74.2mm，到第五透鏡7的距離為5.0mm；第五透鏡7的通光直徑為140.0mm，焦距為119.9mm，距離復(fù)合鏡8前表面10的中心90mm。第一透鏡2、第二透鏡3和復(fù)合鏡8的材料選用鍺，第三透鏡5和第五透鏡7采用H-ZK9玻璃材料，第四透鏡6采用H-K9L玻璃材料。復(fù)合鏡8為平行平板，安裝時使其表面法線與第一CRT光源的光軸方向成45°夾角。

第一CRT光源和第二CRT光源發(fā)出的輻射經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后被復(fù)合準(zhǔn)直后輸出，通過電路控制可以模擬遠(yuǎn)處目標(biāo)和背景所發(fā)出的輻射，導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭在系統(tǒng)出瞳處接收復(fù)合光信號，得到的信息與實(shí)戰(zhàn)情況相同。