本發(fā)明屬于光學(xué)檢測，尤其涉及一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1、望遠(yuǎn)鏡作為天文學(xué)研究的重要工具，不僅可以深入探索宇宙的奧秘，還有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，其中，望遠(yuǎn)鏡在環(huán)境監(jiān)測中具有獨(dú)特的優(yōu)勢和潛力，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、光伏產(chǎn)業(yè)、航空航天、天文觀測等，通過望遠(yuǎn)鏡的觀測、遙感和數(shù)據(jù)分析，可以了解環(huán)境的變化，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)。
2、為進(jìn)一步提高環(huán)境監(jiān)控技術(shù)，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、光伏產(chǎn)業(yè)、航空航天、天文觀測等領(lǐng)域，研究和開發(fā)高質(zhì)量夜間天空成像設(shè)備具有重要應(yīng)用價值和廣泛應(yīng)用前景。目前已開發(fā)的長波紅外超大視場光學(xué)系統(tǒng)為了追求系統(tǒng)小型化要求，在進(jìn)行長波紅外超大視場光學(xué)設(shè)計時，一般需要5種以上紅外材料進(jìn)行像差平衡，并且光學(xué)視場超過140°時，光學(xué)系統(tǒng)中加入高次非球面透鏡可以進(jìn)行像差平衡，雖然非球面透鏡的應(yīng)用可以有效優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，增大設(shè)計自由度，但是其非球面透鏡的加工和裝調(diào)公差都較為嚴(yán)格，并且檢測難度較高，不僅增加了光學(xué)系統(tǒng)的制造難度，還提高了制造成本和時間成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，以解決紅外材料使用類型多，光學(xué)系統(tǒng)制造難度大的技術(shù)問題。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
3、一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，由物側(cè)到像側(cè)依次包括光焦度為負(fù)的第一透鏡、光焦度為正的第二透鏡、光焦度為負(fù)的第三透鏡、光焦度為正的第四透鏡、光闌、光焦度為負(fù)的第五透鏡、光焦度為正的第六透鏡、光焦度為負(fù)的第七透鏡、光焦度為正的第八透鏡以及像面；
4、所述第一透鏡、第四透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡由第一光學(xué)材料制成，所述第二透鏡和第五透鏡由第二光學(xué)材料制成，所述第三透鏡由第三光學(xué)材料制成；所述第一光學(xué)材料、第二光學(xué)材料以及第三光學(xué)材料均不相同。
5、進(jìn)一步的，所述第一光學(xué)材料的折射率范圍為5.48≤nd≤5.52，所述第一光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為862≤vd≤866。
6、進(jìn)一步的，所述第二光學(xué)材料的折射率范圍為2.35≤nd≤2.39，所述第二光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為15≤nd≤17。
7、進(jìn)一步的，所述第三光學(xué)材料的折射率范圍為2.60≤nd≤2.64，所述第三光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為7≤vd≤9。
8、進(jìn)一步的，所述第一透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第一透鏡的像側(cè)面為內(nèi)凹面；
9、所述第二透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第二透鏡的像側(cè)面為外凸面；
10、所述第三透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第三透鏡的像側(cè)面為內(nèi)凹面；
11、所述第四透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第四透鏡的像側(cè)面為外凸面；
12、所述第五透鏡的物側(cè)面為內(nèi)凹面，所述第五透鏡的像側(cè)面為外凸面；
13、所述第六透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第六透鏡的像側(cè)面為內(nèi)凹面；
14、所述第七透鏡的物側(cè)面為內(nèi)凹面，所述第七透鏡的像側(cè)面為外凸面；
15、所述第八透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第八透鏡的像側(cè)面為內(nèi)凹面。
16、進(jìn)一步的，所述第一透鏡的焦距范圍為-4mm~-4.5mm；所述第二透鏡的焦距范圍為18mm~19mm；所述第三透鏡的焦距范圍為-9mm~-10mm；所述第四透鏡的焦距范圍為7mm~8mm；所述第五透鏡的焦距范圍為-95mm~-96mm，所述第六透鏡的焦距范圍為5.5mm~6mm，所述第七透鏡的焦距范圍為-11mm~-11.6mm；所述第八透鏡的焦距范圍為4.5mm~5mm。
17、進(jìn)一步的，所述第一透鏡的厚度范圍為0.8mm~1mm，所述第一透鏡與所述第二透鏡間隔距離范圍為2.1mm~2.3mm；
18、所述第二透鏡的范圍厚度為0.8mm~1mm，所述第二透鏡和所述第三透鏡間隔距離范圍為0.3mm~0.5mm；
19、所述第三透鏡的厚度范圍為0.8mm~1mm，所述第三透鏡和所述第四透鏡間隔距離范圍為5mm~6mm；
20、所述第四透鏡的厚度范圍為1mm~1.2mm，所述第四透鏡和所述第五透鏡間隔距離范圍為6.5mm~6.8mm；
21、所述第五透鏡的厚度范圍為3mm~3.5mm，所述第五透鏡和所述第六透鏡的距離范圍為0.1mm~0.3mm；
22、所述第六透鏡的厚度范圍為0.6mm~0.8mm，所述第六透鏡和所述第七透鏡的距離范圍為0.4mm~0.5mm；
23、所述第七透鏡的厚度范圍為0.8mm~1mm；所述第七透鏡和所述第八透鏡的距離范圍為3mm~3.5mm；
24、所述第八透鏡的厚度范圍為2mm~2.5mm；所述第八透鏡和像面的距離范圍為1.4mm~1.8mm。
25、進(jìn)一步的，所述光闌的口徑范圍為3mm~4mm。
26、進(jìn)一步的，所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)的光圈數(shù)f為1~1.2，所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)工作波段為8000nm~14000nm。
27、進(jìn)一步的，所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)的最大視場范圍至少為150°。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：
29、本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，采用透鏡材料為3種，共8片球面透鏡，由第一片透鏡收集150°視場內(nèi)遠(yuǎn)場光束能量，由后續(xù)7片球面透鏡進(jìn)行合理的組合進(jìn)行像差校正，可實現(xiàn)光學(xué)視場150°，對無窮遠(yuǎn)目標(biāo)光束進(jìn)行像差平衡，由8片球面透鏡組成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行長波紅外光譜段的三階像差校正，利用三種不同牌號的光學(xué)材料，采用以特定折射率色散系數(shù)的透鏡材料所制成的透鏡組合，校正光軸外的像差和色差，不僅簡化了光學(xué)系統(tǒng)的制備過程，并且降低了生產(chǎn)的成本，本發(fā)明光學(xué)結(jié)構(gòu)還具有結(jié)構(gòu)緊湊、集成簡易、像質(zhì)優(yōu)異等特點(diǎn)。
1.一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)由物側(cè)到像側(cè)依次包括光焦度為負(fù)的第一透鏡、光焦度為正的第二透鏡、光焦度為負(fù)的第三透鏡、光焦度為正的第四透鏡、光闌、光焦度為負(fù)的第五透鏡、光焦度為正的第六透鏡、光焦度為負(fù)的第七透鏡、光焦度為正的第八透鏡以及像面；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一光學(xué)材料的折射率范圍為5.48≤nd≤5.52，所述第一光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為862≤vd≤866。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第二光學(xué)材料的折射率范圍為2.35≤nd≤2.39，所述第二光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為15≤nd≤17。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第三光學(xué)材料的折射率范圍為2.60≤nd≤2.64，所述第三光學(xué)材料的阿貝數(shù)范圍為7≤vd≤9。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一透鏡的物側(cè)面為外凸面，所述第一透鏡的像側(cè)面為內(nèi)凹面；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一透鏡的焦距范圍為-4mm~-4.5mm；所述第二透鏡的焦距范圍為18mm~19mm；所述第三透鏡的焦距范圍為-9mm~-10mm；所述第四透鏡的焦距范圍為7mm~8mm；所述第五透鏡的焦距范圍為-95mm~-96mm，所述第六透鏡的焦距范圍為5.5mm~6mm，所述第七透鏡的焦距范圍為-11mm~-11.6mm；所述第八透鏡的焦距范圍為4.5mm~5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述光闌的口徑范圍為3mm~4mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)的光圈數(shù)f為1~1.2，所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)工作波段為8000nm~14000nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述長波紅外超大視場光學(xué)結(jié)構(gòu)的最大視場范圍至少為150°。