一种长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111735763A(43)申请公布日2020.10.02(21)申请号202010566314.3(22)申请日2020.06.19(71)申请人中国科学院西安光学精密机械研究所地址710119陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人张兆会韩斌畅晨光武俊强郝雄波孙剑冯玉涛胡柄樑(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人董娜(51)Int.Cl.G01N21/01(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统(57)摘要本发明提供了一种长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，解决现有干涉仪在非低温下工作时，光学系统的背景热辐射产生噪声影响成像效果的问题。该系统包括光学系统、低温真空杜瓦系统、对置式斯特林制冷系统、金属波纹管及探测系统；低温真空杜瓦系统包括真空杜瓦及设在真空杜瓦内的防辐射屏罩、支撑板、导热板及多个绝热支撑柱；防辐射屏罩和光学系统均设在导热板上；对置式斯特林制冷系统的冷指穿过真空杜瓦、防辐射屏罩与导热板连接；金属波纹管一端固定在真空杜瓦上，另一端连有连接盘；探测系统包括固定在真空杜瓦外壁上探测器安装支架和通过二维精密调整台设在探测器安装支架上的探测器，且探测器的冷屏连接于连接盘的中心孔处。CN111735763ACN111735763A权利要求书1/2页1.一种长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，包括光学系统，所述光学系统包括沿光路依次设置的前置光学组件(2)、干涉仪光学组件(1)和后置成像光学组件(3)，其特征在于：还包括低温真空杜瓦系统(23)、对置式斯特林制冷系统(10)、金属波纹管(13)及探测系统(24)；所述低温真空杜瓦系统(23)包括箱式结构的真空杜瓦(8)及设置在真空杜瓦(8)内的支撑组件和防辐射屏罩(4)；所述支撑组件包括支撑板(6)、导热板(5)及多个绝热支撑柱(7)；所述绝热支撑柱(7)的下部与真空杜瓦(8)的底面连接，上部与支撑板(6)连接；所述导热板(5)设置在支撑板(6)上；所述防辐射屏罩(4)和光学系统均设置在导热板(5)之上，且光学系统位于防辐射屏罩(4)内；所述防辐射屏罩(4)的外表面进行抛光处理，内表面进行黑色阳极化处理；所述防辐射屏罩(4)和真空杜瓦(8)与前置光学组件(2)相对的位置均设有光学入口；所述防辐射屏罩(4)和真空杜瓦(8)与后置成像光学组件(3)相对的位置均设有光学出口；所述对置式斯特林制冷系统(10)的冷指(12)依次穿过真空杜瓦(8)、防辐射屏罩(4)与导热板(5)连接；所述金属波纹管(13)位于真空杜瓦(8)的光学出口和防辐射屏罩(4)的光学出口之间，金属波纹管(13)的一端固定在真空杜瓦(8)内壁上，另一端设置有连接盘(131)，连接盘(131)上设有中心孔(132)；所述探测系统(24)设置在真空杜瓦(8)外部且位于光学出口处，探测系统(24)包括探测器安装支架(16)和探测器(14)，探测器安装支架(16)固定在真空杜瓦(8)外壁上，探测器(14)通过二维精密调整台(15)设置在探测器安装支架(16)上，且探测器(14)的冷屏(141)与连接盘(131)密封连接于中心孔(132)处。2.根据权利要求1所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述导热板(5)为T2材料的紫铜板；所述支撑板(6)采用硬铝合金材料2A12T4；所述绝热支撑柱(7)采用热导系数较低的钛合金TC4材料。3.根据权利要求2所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述绝热支撑柱(7)与支撑板(6)连接处设有聚酰亚胺隔热套。4.根据权利要求3所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述真空杜瓦(8)采用不锈钢材料制作，壁厚为6～10mm；所述真空杜瓦(8)包括箱体本体和上盖板(9)，上盖板(9)与箱体本体开口位置通过螺钉固定，箱体本体与上盖板(9)之间设有O型密封圈(18)。5.根据权利要求1至4任一所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述防辐射屏罩(4)为一薄壁金属罩结构，材料为硬铝合金2A12T4，厚度为2mm，防辐射屏罩(4)外表面包裹聚酰亚胺薄膜和多层绝热材料。6.根据权利要求5所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述真空杜瓦(8)的光学入口处通过胶粘方式设有红外窗口玻璃(19)，红外窗口玻璃(19)的材料为2CN111735763A权利要求书2/2页锗。7.根据权利要求6所述长波红外多普勒差分干涉仪冷光学系统，其特征在于：所述探测系统(24)还包括设置在真空杜瓦(8)外侧的保护罩(21)，且探测器安装支架(16)和探测器(14)均位于外部保护