廣義上講,波長從0.9微米到1000微米電磁輻射都可稱之為紅外輻射。大氣對于不同波段的紅外輻射透過率是不同的,一般說來對于紅外輻射有兩個波段透過率較高,一個是3微米到5微米,稱之為中紅外波段:另一個是8微米到12微米,稱之為熱紅外波段。同可見光輻射一樣,紅外輻射也是一種電磁波,只不過波長更長一些。紅外輻射也同樣遵守反射定律和折射定律,因此同樣可以像可見光一樣通過光學(xué)系統(tǒng)成像。
紅外成像同可見光成像有許多明顯不同之處。首先從目標特性來說,紅外輻射由目標自身輻射而出,是一種被動成像系統(tǒng):可見光則是由目標反射其他光源(如太陽)的輻射,屬于主動成像系統(tǒng):其次,紅外成像系統(tǒng)的探測器經(jīng)常需要制冷,并且探測器內(nèi)置冷光闌。探器制冷可以大大降低暗電流,提高探測器靈敏度。探測器內(nèi)的冷光闌的作用是欄掉視場外的雜散輻射。
一種中紅外成像系統(tǒng)發(fā)明的目的在于提供一種工作于中紅外波段的成像光學(xué)系統(tǒng),具體地說,是一種物距為有限遠的、工作于中紅外波段的、物方遠心的、具有100%冷光闌效率、畸變非常小的光學(xué)系統(tǒng)。
該成像系統(tǒng)包括位于同光軸的鏡頭和探測器,探測器從靠近鏡頭的一側(cè)起依次包括探測器窗口、冷光闌以及成像焦面。它的特殊之處在于:鏡頭由六個鏡片組成,具體的從遠離探測器的一側(cè)起依次包括第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、第五鏡片及第六鏡片:第一鏡片是正光焦度的彎向物方的彎月鏡:第二鏡片是正光焦度的彎向像方的彎月鏡:第三鏡片是由鍺磨制而成的負光焦度的彎向物方的彎月鏡,第四鏡片是正光焦度的彎向像方的彎月鏡:第五鏡片是由鍺磨制而成的負光焦度的彎向像方的彎月鏡:第六鏡片是正光焦度的彎向像方的彎月鏡。本成像系統(tǒng)是理想的物方遠心、并且畸變小于萬分之五、非常適合于將中紅外光纖傳像束轉(zhuǎn)換為點信號的耦合器件。
該成像系統(tǒng)由我所馬小龍、楊建峰等科研人員完成,并于近日獲得國家發(fā)明專利授權(quán),專利號 “ZL200910218528.5”。