一种基于同心球镜的大视场能量探测光学系统的制作方法

技术特征：
1.一种基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的非对称同心球镜(1)、弯曲光纤面板(9)及探测器；所述非对称同心球镜(1)由六片透镜组成；所述六片透镜同心设置，六片透镜的焦距均不同；所述弯曲光纤面板(9)的输入面为曲面，输入面的曲率与非对称同心球镜的像面(8)曲率相同，且设置在非对称同心球镜的像面(8)位置处；所述弯曲光纤面板(9)的输出面为平面；所述探测器为平面探测器，与弯曲光纤面板(9)的输出面耦合；入射光线经过非对称同心球镜(1)之后成像在非对称同心球镜的像面(8)，光线进入弯曲光纤面板(9)的输入面，最后经过弯曲光纤面板(9)的输出面成像在平面探测器上。2.根据权利要求1所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述非对称同心球镜(1)沿光线入射方向依次为：第一正透镜(2)，第一负透镜(3)，第二负透镜(4)，第二正透镜(5)，第三负透镜(6)，第三正透镜(7)；各个透镜之间通过胶合的形式结合在一起。3.根据权利要求2所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述第一正透镜(2)，第一负透镜(3)，第二负透镜(4)，第二正透镜(5)，第三负透镜(6)，第三正透镜(7)的焦距f
’1、f
’2、f
’3、f
’4、f
’5、f
’6分别为：第一正透镜(2)的焦距为0.6f’<f
’1<0.8f’；第一负透镜(3)的焦距为
‑
12f’<f
’2<
‑
10f’；第二负透镜(4)的焦距为
‑
1.2f’<f
’3<
‑
f’；第二正透镜(5)的焦距为2.7f’<f
’4<2.9f’；第三负透镜(6)的焦距为
‑
2.4f’<f
’5<
‑
2.2f’；第三正透镜(7)的焦距为1.4f’<f
’6<1.7f’。4.根据权利要求3所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述第一正透镜(2)，第一负透镜(3)，第二负透镜(4)，第二正透镜(5)，第三负透镜(6)，第三正透镜(7)的折射率n1、n2、n3、n4、n5、n6分别为：第一正透镜(2)的折射率为1.4<n1<1.55；第一负透镜(3)的折射率为1.7<n2<1.85；第二负透镜(4)的折射率为1.55<n3<1.7；第二正透镜(5)的折射率为1.55<n4<1.7；第三负透镜(6)的折射率为1.45<n5<1.6；第三正透镜(7)的折射率为1.7<n6<1.85。5.根据权利要求4所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述第一正透镜(2)入光面的曲率半径r1及出光面的曲率半径r2满足：0.6f
’1<r1<f
’1；0.5f
’1<r2<0.7f
’1；所述第一负透镜(3)入光面的曲率半径r3及出光面的曲率半径r4满足：0.5f
’1<r3<0.7f
’1；0.2f
’1<r4<0.4f
’1；所述第二负透镜(4)入光面的曲率半径r5及出光面的曲率半径r6满足：0.2f
’1<r5<0.4f
’1；f
’1<r6；
所述第二正透镜(5)入光面的曲率半径r7及出光面的曲率半径r8满足：f
’1<r7；
‑
0.4f
’1<r8<
‑
0.2f
’1；所述第三负透镜(6)入光面的曲率半径r9及出光面的曲率半径r
10
满足：
‑
0.4f
’1<r9<
‑
0.2f
’1；
‑
0.6f
’1<r
10
<
‑
0.4f
’1；所述第三正透镜(7)入光面的曲率半径r
11
及出光面的曲率半径r
12
满足：
‑
0.6f
’1<r
11
<
‑
0.4f
’1；
‑
0.9f
’1<r
12
<
‑
0.7f
’1。6.根据权利要求5所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述第一正透镜(2)的材料为熔融石英jgs1。7.根据权利要求6所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述平面探测器为平面ccd(10)。8.根据权利要求7所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：所述第一负透镜(3)，第二负透镜(4)，第二正透镜(5)，第三负透镜(6)，第三正透镜(7)的玻璃材料分别为：h
‑
zlaf52a、h
‑
zpk5、h
‑
zpk5、h
‑
k5、h
‑
zlaf52a。9.根据权利要求1
‑
7任一所述的基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，其特征在于：焦距为50mm，入瞳直径为30mm。

技术总结
为了增加视场中的平均星数目，提高星敏感器的测量精度和星图识别成功率，本发明公开一种基于同心球镜的大视场能量探测光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的非对称同心球镜、弯曲光纤面板及探测器；非对称同心球镜由六片透镜组成；弯曲光纤面板的输入面为曲面，曲率与非对称同心球镜的像面曲率相同，且设置在像面位置处；弯曲光纤面板的输出面为平面；探测器为平面探测器，与弯曲光纤面板的输出面耦合；入射光线经过非对称同心球镜之后成像在其像面，光线进入弯曲光纤面板的输入面，最后经过弯曲光纤面板的输出面成像在平面探测器上。该光学系统具有视场大、全视场弥散斑大小均匀且圆度好、能量接近高斯分布、倍率色差小及畸变小的优点。变小的优点。变小的优点。


技术研发人员：王虎 马泽华 沈阳 薛要克 闫昊昱 刘阳 刘美莹 刘杰
受保护的技术使用者：中国科学院西安光学精密机械研究所
技术研发日：2021.07.20
技术公布日：2021/10/23