基于单传感器的三波段共口径光学系统设计

作     者：张坤 李京宸 孙思 谌庆荣 杨帆 ZHANG Kun;LI Jing-chen;SUN Si;CHEN Qing-rong;YANG Fan

作者机构：中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室四川成都610209 

出 版 物：《中国光学（中英文）》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2024年第17卷第2期

页      面：382-389页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：四川省自然科学基金(No.2023NSFSC1308,No.2023NSFSC0491) 四川省重点研发项目(No.2022YFG0249) 中国科学院光电技术研究所前沿布点项目(No.C21K003) 

主　　题：单传感器 透镜阵列 多波段成像系统 光学设计 

摘      要：针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。