本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于棱錐鏡的多光束組合器。

背景技術(shù)：

高分辨力目標成像在軍事應(yīng)用和空間科學(xué)等領(lǐng)域都有著十分重要的意義。傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)的角分辨力與波長及系統(tǒng)孔徑有關(guān)，在一定的工作波段，只能依靠增大系統(tǒng)孔徑以提升角分辨力。而在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)成本及加工難度限制了大口徑光學(xué)系統(tǒng)的研制，而且體積和重量的限制也阻礙了其具體的應(yīng)用。光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)把多個小口徑的光學(xué)元件或光學(xué)系統(tǒng)按照一定的方式在空間上進行排列，將光束合成等效為一個大孔徑光學(xué)系統(tǒng)，以獲得高分辨率的成像效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種基于棱錐鏡的多光束組合器，獲得高分辨率的成像效果，可使系統(tǒng)的分辨率等效為一個更大口徑的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述的多光束組合器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，相關(guān)零件的加工和裝調(diào)難度小，且穩(wěn)定性高。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于棱錐鏡的多光束組合器，包括主鏡座、棱錐鏡組件、成像組件和多個反射鏡組件，棱錐鏡組件的一端與主鏡座連接，棱錐鏡組件的另一端與成像組件連接，主鏡座、棱錐鏡組件和成像組件沿O-A軸同軸布置，多個反射鏡以O(shè)-A軸為中心軸，沿棱錐鏡組件周向均勻分布，反射鏡組件包括一個反射鏡，棱錐鏡組件包括一個棱錐反射鏡，棱錐反射鏡的反射面?zhèn)€數(shù)與反射鏡組件的個數(shù)一致，每個反射鏡與棱錐反射鏡的一個反射面相對設(shè)置，光束經(jīng)過不同的反射鏡反射后，至棱錐反射鏡的相應(yīng)反射面，再經(jīng)過棱錐反射鏡反射后，合成一束光進入成像組件，最終聚焦后實現(xiàn)疊加成像。

按上述技術(shù)方案，棱錐反射鏡的中心軸沿O-A軸布置，棱錐反射鏡的錐頂靠近成像組件設(shè)置，棱錐反射鏡的反射面與O-A軸的夾角和反射鏡的鏡面與O-A軸的夾角均為45°。

按上述技術(shù)方案，反射鏡組件的個數(shù)為4個，棱錐反射鏡為四棱錐反射鏡。

按上述技術(shù)方案，棱錐鏡組件還包括棱錐鏡座和棱錐鏡壓圈，棱錐反射鏡的底部套裝于棱錐鏡座上，棱錐鏡座與主鏡座連接，棱錐鏡壓圈套設(shè)于棱錐反射鏡與棱錐鏡座之間。

按上述技術(shù)方案，棱錐鏡組件與主鏡座之間設(shè)有調(diào)整頂塊，調(diào)整頂塊套裝于棱錐鏡組件上，旋轉(zhuǎn)調(diào)整頂塊使棱錐鏡組件在主鏡座中的軸向進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

按上述技術(shù)方案，主鏡座上設(shè)有調(diào)旋螺釘，調(diào)旋螺釘?shù)牡撞孔饔迷谡{(diào)整頂塊上，通過調(diào)旋螺釘帶動調(diào)整頂塊旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)棱錐鏡組件軸向旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

按上述技術(shù)方案，反射鏡組件還包括反射鏡座、反射鏡修切墊和反射鏡支座，反射鏡支座沿棱錐鏡組件周向布置，反射鏡支座的下端與棱錐鏡組件連接，反射鏡通過反射鏡座設(shè)置于反射鏡支座的上端，反射鏡支座和反射鏡座之間設(shè)有反射鏡修切墊，用于調(diào)節(jié)反射鏡的放置角度。

按上述技術(shù)方案，反射鏡的上端還設(shè)有反射鏡壓圈，反射鏡壓圈套裝于反射鏡座上。

按上述技術(shù)方案，成像組件包括鏡筒，鏡筒內(nèi)設(shè)有沿O-A軸依次設(shè)置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡。

按上述技術(shù)方案，第一透鏡的一端上設(shè)有第一壓圈，第一透鏡的另一端與第二透鏡之間設(shè)有第一隔圈，第三透鏡的一端設(shè)有第二隔圈，第三透鏡的另一端設(shè)有第二壓圈，第一壓圈、第一隔圈、第二隔圈和第二壓圈均套裝于鏡筒內(nèi)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

所述的多光束組合器用于光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)中，通過反射鏡和多棱錐鏡反射鏡實現(xiàn)光束的兩次折轉(zhuǎn)后，再通過成像組件進行聚焦疊加成像，從而獲得高分辨率的成像效果，將各反射組件孔徑的光束相干疊加到共同的焦平面上，使系統(tǒng)的分辨率等效為一個更大口徑的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述的多光束組合器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，相關(guān)零件的加工和裝調(diào)難度小，且穩(wěn)定性高，棱錐反射鏡的應(yīng)用極大減小了多光束二次反射機構(gòu)的體積和重量，簡化了設(shè)計，一般將所述的基于棱錐鏡的多光束組合器套裝于探測器上，實現(xiàn)在探測器上獲得高分辨率的成像效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中基于棱錐鏡的多光束組合器的立面圖；

圖2是本發(fā)明實施例中基于棱錐鏡的多光束組合器的剖視圖；

圖中，1-主鏡座，2-棱錐鏡組件，3-調(diào)整頂塊，4-調(diào)旋螺釘，5-反射鏡組件，6-成像組件，7-四棱錐反射鏡，8-棱錐鏡座，9-棱錐鏡壓圈，10-反射鏡，11-反射鏡座，12-反射鏡壓圈，13-反射鏡修切墊，14-反射鏡支座，15-第一壓圈，16-第一透鏡，17-第一隔圈，18-鏡筒，19-第二透鏡，20-第二隔圈，21-第三透鏡，22-第二壓圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

參照圖1～圖2所示，本發(fā)明提供的一個實施例中的基于棱錐鏡的多光束組合器，包括主鏡座1、棱錐鏡組件2、成像組件6和多個反射鏡組件5，棱錐鏡組件2的一端與主鏡座1連接，棱錐鏡組件2的另一端與成像組件6連接，主鏡座1、棱錐鏡組件2和成像組件6沿O-A軸同軸布置，多個反射鏡10以O(shè)-A軸為中心軸，沿棱錐鏡組件2周向均勻分布，反射鏡組件5包括一個反射鏡10，棱錐鏡組件2包括一個棱錐反射鏡，棱錐反射鏡的反射面?zhèn)€數(shù)與反射鏡組件5的個數(shù)一致，每個反射鏡10與棱錐反射鏡的一個反射面相對設(shè)置，光束經(jīng)過不同的反射鏡10反射后，至棱錐反射鏡的相應(yīng)反射面，再經(jīng)過棱錐反射鏡反射后，合成一束光進入成像組件6，最終聚焦后實現(xiàn)疊加成像；所述的多光束組合器用于光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)中，通過反射鏡10和多棱錐鏡反射鏡實現(xiàn)光束的兩次折轉(zhuǎn)后，再通過成像組件6進行聚焦疊加成像，從而獲得高分辨率的成像效果，將各反射組件孔徑的光束相干疊加到共同的焦平面上，使系統(tǒng)的分辨率等效為一個更大口徑的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述的多光束組合器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，相關(guān)零件的加工和裝調(diào)難度小，且穩(wěn)定性高，棱錐反射鏡的應(yīng)用極大減小了多光束二次反射機構(gòu)的體積和重量，簡化了設(shè)計，一般將所述的基于棱錐鏡的多光束組合器套裝于探測器上，實現(xiàn)在探測器上獲得高分辨率的成像效果。

進一步地，棱錐反射鏡的中心軸沿O-A軸布置，棱錐反射鏡的錐頂靠近成像組件6設(shè)置，棱錐反射鏡的反射面與O-A軸的夾角和反射鏡10的鏡面與O-A軸的夾角均為45°。

進一步地，反射鏡組件5的個數(shù)為4個，棱錐反射鏡為四棱錐反射鏡7；四組平行光束分別經(jīng)由反射鏡組件5折轉(zhuǎn)90°，再經(jīng)由O₁-O光路、O₂-O光路、O₃-O光路、和O₄-O光路到達四棱錐反射鏡7的反射面二次折轉(zhuǎn)90°后合成一束光進入位于O-A光軸上成像組件6，最終四組光束聚焦后實現(xiàn)疊加成像。

進一步地，棱錐鏡組件2還包括棱錐鏡座8和棱錐鏡壓圈9，棱錐反射鏡的底部套裝于棱錐鏡座8上，棱錐鏡座8與主鏡座1連接。棱錐鏡壓圈9套設(shè)于棱錐反射鏡與棱錐鏡座8之間，通過棱錐鏡壓圈9對多棱錐鏡反射鏡進行固定。

進一步地，四棱錐反射鏡7和棱錐鏡座8的圓周面上設(shè)計有初始配合定位面，使四棱錐反射鏡7要求相對光軸正交，以避免四棱錐反射鏡7軸向的相對旋轉(zhuǎn)。

進一步地，棱錐鏡組件2與主鏡座1之間設(shè)有調(diào)整頂塊3，調(diào)整頂塊3套裝于棱錐鏡組件2上，旋轉(zhuǎn)調(diào)整頂塊3使棱錐鏡組件2在主鏡座1中的軸向進行旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

進一步地，主鏡座1上設(shè)有調(diào)旋螺釘4，調(diào)旋螺釘4的底部作用在調(diào)整頂塊3上，通過調(diào)旋螺釘4帶動調(diào)整頂塊3旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn)棱錐鏡組件2軸向旋轉(zhuǎn)調(diào)整。

所述的主鏡座1上設(shè)計有棱錐鏡組件2、成像組件6、反射鏡組件5的安裝定位接口；為調(diào)整棱錐鏡組件2相對主鏡座1的位置精度，設(shè)計有棱錐鏡組件2調(diào)旋機構(gòu)及三頂三拉機構(gòu)；主鏡座1上設(shè)計對稱開槽，兩調(diào)整頂塊3分別安裝在棱錐鏡組件2的對稱圓周切面上，調(diào)整頂塊3與主鏡座1的開槽之間留有1mm左右的調(diào)整間隙，通過調(diào)旋螺釘4作用在調(diào)整頂塊3上，調(diào)整棱錐鏡組件2在主鏡座1中的軸向旋轉(zhuǎn)；在主鏡座1與棱錐鏡組件2的安裝端面上設(shè)計有三頂三拉機構(gòu)，以調(diào)整棱錐鏡組件2的徑向傾斜；對于棱錐反射鏡的零件加工誤差，可以通過適當調(diào)整反射鏡組件5的反射鏡10角度進行補償。

進一步地，反射鏡組件5還包括反射鏡座11、反射鏡修切墊13和反射鏡支座14，反射鏡支座14沿棱錐鏡組件2周向布置，反射鏡支座14的下端與棱錐鏡組件2連接，反射鏡10通過反射鏡座11設(shè)置于反射鏡支座14的上端，反射鏡支座14和反射鏡座11之間設(shè)有反射鏡修切墊13，用于調(diào)節(jié)反射鏡10的放置角度；對于棱錐反射鏡的零件加工誤差可由反射鏡10補償，利用棱錐鏡組件2調(diào)旋機構(gòu)及三頂三拉機構(gòu)可方便有效的調(diào)整棱錐反射鏡的位置精度，使得棱錐反射鏡的加工精度可以放寬，極大降低了零件加工難度和成本。

進一步地，反射鏡10的上端還設(shè)有反射鏡壓圈12，反射鏡壓圈12套裝于反射鏡座11上。

進一步地，成像組件6包括鏡筒18，鏡筒18內(nèi)設(shè)有沿O-A軸依次設(shè)置的第一透鏡16、第二透鏡19和第三透鏡21。

進一步地，第一透鏡16的一端上設(shè)有第一壓圈15，第一透鏡16的另一端與第二透鏡19之間設(shè)有第一隔圈17，第三透鏡21的一端設(shè)有第二隔圈20，第三透鏡21的另一端設(shè)有第二壓圈22，第一壓圈15、第一隔圈17、第二隔圈20和第二壓圈22均套裝于鏡筒18內(nèi)。

進一步地，成像組件6焦距為100mm，最大直徑為55mm，相對孔徑為1/10。

本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的工作原理：

針對子孔徑數(shù)目為4個，即4個反射鏡組件5的孔徑，單個孔徑(即成像組件6的孔徑)的通光口徑為100mm的光學(xué)合成孔徑系統(tǒng)，多光束組合器由主鏡座1、棱錐鏡組件2、反射鏡組件5、成像組件6、調(diào)整頂塊3、調(diào)旋螺釘4構(gòu)成。四組平行光束分別經(jīng)由反射鏡組件5折轉(zhuǎn)90°，再經(jīng)由O₁-O光路、O₂-O光路、O₃-O光路、和O₄-O光路到達四棱錐反射鏡7的反射面二次折轉(zhuǎn)90°后合成一束光進入成像組件6，最終聚焦后實現(xiàn)疊加成像。

主鏡座1上設(shè)計有其它組件或零件的定位接口，調(diào)旋機構(gòu)中，調(diào)整頂塊3安裝固定在棱錐鏡組件2上，調(diào)整頂塊3與主鏡座1的調(diào)整間隙為1mm，安裝在主鏡座1上的調(diào)旋螺釘4作用在調(diào)整頂塊3上，以調(diào)整棱錐鏡組件2在主鏡座1中的軸向旋轉(zhuǎn)。主鏡座1與棱錐鏡組件2的安裝端面設(shè)計有均布的三頂三拉機構(gòu)，以調(diào)整棱錐鏡組件2的徑向傾斜。

分別安裝于O₁-O光軸、O₂-O光軸、O₃-O光軸、和O₄-O光軸上的四組完全相同的反射鏡組件5，通過螺釘與主鏡座1定位聯(lián)接；反射鏡組件5由反射鏡10、反射鏡座11、反射鏡壓圈12、反射鏡修切墊13、反射鏡支座14組成；反射鏡10在光路中以45°角放置，將四組光束折轉(zhuǎn)90°后，分別形成沿O₁-O光軸、O₂-O光軸、O₃-O光軸和O₄-O光軸照射的光束。

棱錐鏡組件2由四棱錐反射鏡7、棱錐鏡座8、棱錐鏡壓圈9組成。沿O₁-O光軸、O₂-O光軸、O₃-O光軸和O₄-O光軸照射的四組光束經(jīng)四棱錐反射鏡7的反射面折轉(zhuǎn)90°后形成四路沿O-A光軸傳輸?shù)乃氖狻?/p>

安裝于O-A光軸上的成像組件6焦距為100mm，最大直徑為55mm，相對孔徑為1/10。成像組件6由成像組鏡筒18，第一透鏡16、第二透鏡19、第三透鏡21，第一隔圈17、第二隔圈20，第一壓圈15和第二壓圈22組成。

以上的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護范圍。