檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡以及具有其的硫系玻璃均勻性檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：包括依次間隔設(shè)置的保護(hù)玻璃、第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片和帶通濾光片，所述第一鏡片、第二鏡片和第三鏡片均為正光焦度的粘合鏡片，所述第一鏡片由第一雙凸透鏡和第一平凹透鏡粘合而成，所述第二鏡片由第二雙凸透鏡和第二平凹透鏡粘合而成，所述第三鏡片由第三雙凸透鏡和雙凹透鏡粘合而成。本發(fā)明的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡以及具有其的檢測(cè)裝置，具有較好的光學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了硫系玻璃均勻性的檢測(cè)，而且成像質(zhì)量佳，性能穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡以及具有其的硫系玻璃均勻性 檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及物鏡以及具有該物鏡的檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 硫系玻璃是一種以VIA族兀素 S、Se、Te為主并引入一定量的其它類金屬或金屬兀 素所形成的玻璃，硫系玻璃材料具有較小的折射率溫度系數(shù)，dn/dt約為鍺（Ge)單晶的五 分之一，在1 μ m?14 μ m波段有良好透過(guò)性，易于精密模壓成型和大口徑制備等特點(diǎn)。隨 著焦平面陣列以及非制冷式紅外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，硫系玻璃已成為新一代大口徑無(wú)熱化紅 外光學(xué)鏡頭的優(yōu)良候選材料，這種材料可與鍺（Ge)、硫化鋅（ZnS)和硒化鋅（ZnSe)等晶體 共同應(yīng)用于新型熱像儀的開發(fā)。
[0003] 硫系玻璃的光譜透過(guò)范圍不包含可見光，所以采用常規(guī)的光學(xué)玻璃均勻性檢測(cè)裝 置不能檢測(cè)硫系玻璃內(nèi)部的條紋分布及相關(guān)缺陷（包括雜質(zhì)、裂紋等）特征。國(guó)內(nèi)外也未 見大尺寸（直徑φ >50_)的硫系玻璃光學(xué)均勻性檢測(cè)裝置和內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法的相關(guān) 研究報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，以及具有該 物鏡的硫系玻璃均勻性的檢測(cè)裝置。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物 鏡，其特征在于：包括依次間隔設(shè)置的保護(hù)玻璃、第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片和帶通濾 光片，所述第一鏡片、第二鏡片和第三鏡片均為正光焦度的粘合鏡片，所述第一鏡片由第一 雙凸透鏡和第一平凹透鏡粘合而成，所述第二鏡片由第二雙凸透鏡和第二平凹透鏡粘合而 成，所述第三鏡片由第三雙凸透鏡和雙凹透鏡粘合而成。
[0006] 優(yōu)選地，滿足以下條件：
[0007] 0. 01 < f/f!< 0. 02, |f n| > If12I ,0. 6 < f/f2< 0. 7, f 21< f 22, 0. 55 < f/f3 <0.65, If31I < If321,60 <Vdl= Vd3= V d5< 65, 25 < Vd2= Vd4= V d6< 30 ；
[0008] 其中f為整個(gè)物鏡的焦距，&、&和f 3分別為第一鏡片、第二鏡片和第三鏡片的焦 距，第一鏡片中的第一雙凸透鏡和第一平凹透鏡的焦距分別為f n和f12，第二鏡片的第二雙 凸透鏡和第二平凹透鏡的焦距分別為f21和f 22，第三鏡片的第三雙凸透鏡和雙凹透鏡的焦 距分別為f31和f 32;V dl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5、V d6分別為第一雙凸透鏡、第一平凹透鏡、第二雙凸 透鏡、第二平凹透鏡、第三雙凸透鏡和雙凹透鏡的阿貝常數(shù)。
[0009] 優(yōu)選地，所述六片鏡片均設(shè)于一鏡筒內(nèi)，并且所述鏡筒的兩端分別設(shè)有保護(hù)支架 和帶通濾光片保護(hù)支架，所述保護(hù)支架和帶通濾光片保護(hù)支架上分別設(shè)有保護(hù)玻璃和帶通 濾光片。
[0010] 為了便于固定鏡片，所述第一鏡片、第二鏡片和第三鏡片之間的鏡筒以及第三鏡 片的前后兩端的鏡筒上分別設(shè)有鏡片固定環(huán)。
[0011] 優(yōu)選地，所述帶通濾光片的帶寬波長(zhǎng)為0. 95μπι?1.05μ--，透光率大于90%。
[0012] 具有上述物鏡的硫系玻璃均勻性檢測(cè)裝置，包括依次設(shè)置的光源、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、測(cè) 試樣品架、物鏡和探測(cè)系統(tǒng)，光源亮度調(diào)節(jié)器連接至所述光源并且控制所述光源的亮度，一 圖像采集處理器連接至所述探測(cè)系統(tǒng)。
[0013] 優(yōu)選地，所述探測(cè)系統(tǒng)包括搭載了 1/2英寸CMOS的紅外探測(cè)器，其響應(yīng)波段為 0· 4 μ m?L 7 μ m，像素為1280 X 1040,并且該探測(cè)系統(tǒng)還包括x-y-z三維移動(dòng)平臺(tái)。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡以及具有其的 檢測(cè)裝置，具有較好的光學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了硫系玻璃均勻性的檢測(cè)，而且成像質(zhì)量佳，性能穩(wěn) 定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡的結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的檢測(cè)裝置。
[0017] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為0時(shí)的MTF曲線；
[0018] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為19. 25mm時(shí)的MTF曲 線.
[0019] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為38. 50mm時(shí)的MTF曲 線.
[0020] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為55. OOmm時(shí)的MTF曲 線.
[0021] 圖7a是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為Omm時(shí)的軸向子午 像差，圖7b為發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為Omm時(shí)的軸向孤矢像差； 圖7c是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為19. 25mm時(shí)的軸向子午像 差，圖7d為發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為19. 25mm時(shí)的軸向孤矢像 差；圖7e是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為38. 50mm時(shí)的軸向子午 像差，圖7f為發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為38. 50mm時(shí)的軸向孤矢像 差；圖7g是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為55. OOmm時(shí)的軸向子午像 差，圖7h為發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡在像高為55. OOmm時(shí)的軸向孤矢像差 (Maximum scale: ±50 μ m) 〇
[0022] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡的顏色焦距位移。
[0023] 圖9a、9b、9c和9d為四個(gè)樣品分別在本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置檢測(cè)下所成的像。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，為一種近紅外成像物鏡，如圖1所 示，包括依次設(shè)置的保護(hù)玻璃4A，第一鏡片10、第二鏡片20、第三鏡片30和帶通濾光片4B， 其中第一鏡片10為正光焦度的消色差粘合鏡片，第二鏡片20為正光焦度的消色差粘合鏡 片，第三鏡片30為正光焦度的消色差粘合鏡片。該第一、第二、第三鏡片均采用兩片鏡片粘 合而成。
[0026] 該第一鏡片10由第一雙凸透鏡Gl和第一平凹透鏡G2粘合而成，該第二鏡片20 由第二雙凸透鏡G3和第二平凹透鏡G4粘合而成，第三鏡片30由第三雙凸透鏡G5和一雙 凹透鏡G6粘合而成。其中該六片鏡片的焦距滿足以下條件：0. 01 <以&< 0. 02, I f n I > f121，0· 6 < f/f2< 0· 7, f 21< f 22,0· 55 < f/f3< 0· 65, I f 311 < I f321。其中 f 為整個(gè)物 鏡的焦距，fP ；^2和f 3分別為第一鏡片10、第二鏡片20和第三鏡片30的焦距，第一鏡片10 中的第一雙凸透鏡Gl和第一平凹透鏡G2的焦距分別為f n和f12，第二鏡片20的第二雙凸 透鏡G3和第二平凹透鏡G4的焦距分別為f21和f 22，第三鏡片30的第三雙凸透鏡G5和雙 凹透鏡G6的焦距分別為f31和f 32。Vdl、V d2、Vd3、Vd4、V d5、V d6分別為第一雙凸透鏡G1、第 一平凹透鏡G2、第二雙凸透鏡G3、第二平凹透鏡G4、第三雙凸透鏡G5和雙凹透鏡G6的阿貝 常數(shù)，60 < Vdl= V d3= V d5< 65, 25 < V d2= V d4= V d6< 30。優(yōu)選地，其中該第一雙凸透鏡 Gl和第二雙凸透鏡G3以及第三雙凸透鏡G5均由第一種材料制成，該第一平凹透鏡G2、第 二平凹透鏡G4和雙凹透鏡G6均由第二種材料制成，優(yōu)選地，該第一種材料為H-K9L材料， 該第二種材料為H-ZF6,該保護(hù)玻璃4A也為第一種材料制成的薄片。其中帶通濾光片4B的 帶寬在0· 95 μ m?1. 05 μ m，且透光效率大于90 %。
[0027] 上述鏡片G1-G6均設(shè)于一鏡筒430內(nèi)，并且鏡筒430的兩端分別設(shè)有保護(hù)支架410 和帶通濾光片保護(hù)支架420,保護(hù)支架410和帶通濾光片保護(hù)支架420上分別設(shè)有保護(hù)玻 璃4A和帶通濾光片4B，第一鏡片10、第二鏡片20和第三鏡片30依次設(shè)置在鏡筒430內(nèi)， 并且第一鏡片10、第二鏡片20和第三鏡片30之間的鏡筒430上以及該第三鏡片30的前后 兩端分別設(shè)有鏡片固定環(huán)440。所述保護(hù)支架410和帶通濾光片保護(hù)支架420分別與鏡筒 430螺紋連接固定。
[0028] 如圖2所示，為具有該物鏡的硫系玻璃均勻性的檢測(cè)裝置，該裝置包括光源1、擴(kuò) 束準(zhǔn)直鏡2、測(cè)試樣品架3、物鏡4,搭載三維移動(dòng)平臺(tái)的探測(cè)系統(tǒng)5、光源亮度調(diào)節(jié)器6和圖 像采集處理器7。其中光源亮度調(diào)節(jié)器6與光源1相連接，用于調(diào)節(jié)光源的亮度，圖像采集 處理器7與探測(cè)系統(tǒng)5連接。優(yōu)選地，其中光源1包括6V/15W的普通照明燈，光源波長(zhǎng)為 0.4μπι?12 μ m，測(cè)試樣品架3包括可移動(dòng)支架和三角夾用于固定待測(cè)的樣品。該物鏡4、 探測(cè)系統(tǒng)5中的探測(cè)器、光源1均同軸設(shè)置。所述探測(cè)系統(tǒng)5包括搭載了 1/2英寸CMOS的 紅外探測(cè)器，其響應(yīng)波段為0. 4 μ m?1. 7 μ m，像素為1280 X 1040,并且該探測(cè)系統(tǒng)5還包 括x-y-z三維移動(dòng)平臺(tái)。
[0029] 實(shí)施例1 :
[0030] 該實(shí)施例中的物鏡的口徑為110mm，表1列出的是該物鏡的口徑為IIOmm時(shí)，具 有物鏡的硫系玻璃均勻性檢測(cè)裝置的各參數(shù)，各片鏡片的表面類型和材料，其中六片鏡片 G1-G6中的厚度表示的是鏡片中的該面到其后一個(gè)面之間的距離。SI、S2為第一雙凸透鏡 Gl的兩個(gè)面，依次類推。
[0031] 表1:
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：包括依次間隔設(shè)置的保護(hù)玻璃 (4A)、第一鏡片（10)、第二鏡片（20)、第三鏡片（30)和帶通濾光片（4B)，所述第一鏡片 (10)、第二鏡片（20)和第三鏡片（30)均為正光焦度的粘合鏡片，所述第一鏡片（10)由第 一雙凸透鏡（G1)和第一平凹透鏡（G2)粘合而成，所述第二鏡片（20)由第二雙凸透鏡（G3) 和第二平凹透鏡（G4)粘合而成，所述第三鏡片（30)由第三雙凸透鏡（G5)和雙凹透鏡（G6) 粘合而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：滿足以下條件： 0. 01 < f/fi< 0. 02, |f n| > |f12| ,0. 6 < f/f2< 0. 7,f 21< f 22, 0. 55 < f/f3< 0. 65, f31| < |f32l，60<Vdl= Vd3=Vd5< 65,25 <Vd2=Vd4=Vd6< 30； 其中f為整個(gè)物鏡的焦距，f\、fjP f 3分別為第一鏡片（10)、第二鏡片（20)和第三鏡 片（30)的焦距，第一鏡片（10)中的第一雙凸透鏡（G1)和第一平凹透鏡（G2)的焦距分別 為匕和匕2，第二鏡片（20)的第二雙凸透鏡（G3)和第二平凹透鏡（G4)的焦距分別為f21和 f22，第三鏡片（30)的第三雙凸透鏡（G5)和雙凹透鏡（G6)的焦距分別為f31和f 32;Vdl、Vd2、 Vd3、Vd4、Vd5、Vd6分別為第一雙凸透鏡（G1)、第一平凹透鏡（G2)、第二雙凸透鏡（G3)、第二平 凹透鏡（G4)、第三雙凸透鏡（G5)和雙凹透鏡（G6)的阿貝常數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：所述六片鏡片 均設(shè)于一鏡筒（430)內(nèi)，并且所述鏡筒（430)的兩端分別設(shè)有保護(hù)支架（410)和帶通濾光 片保護(hù)支架（420)，所述保護(hù)支架（410)和帶通濾光片保護(hù)支架（420)上分別設(shè)有保護(hù)玻璃 (4A)和帶通濾光片（4B)。
4. 如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：所述第一鏡片（10)、 第二鏡片（20)和第三鏡片（30)之間的鏡筒（430)以及第三鏡片（30)的前后兩端的鏡筒 (430)上分別設(shè)有鏡片固定環(huán)（440)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)硫系玻璃均勻性的物鏡，其特征在于：所述帶通濾光 片（4B)的帶寬波長(zhǎng)為0.95 iim?1.05 iim，透光率大于90%。
6. -種具有上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的物鏡的硫系玻璃均勻性檢測(cè)裝置，其特 征在于：包括依次設(shè)置的光源（1)、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡（2)、測(cè)試樣品架（3)、物鏡（4)和探測(cè)系統(tǒng) (5)，光源亮度調(diào)節(jié)器（6)連接至所述光源（1)并且控制所述光源（1)的亮度，一圖像采集 處理器（7)連接至所述探測(cè)系統(tǒng)（5)。
7. 如權(quán)利要求6所述的硫系玻璃均勻性檢測(cè)裝置，其特征在于：所述探測(cè)系統(tǒng) (5)包括搭載了 1/2英寸CMOS的紅外探測(cè)器，其響應(yīng)波段為0.4iim?1.7iim，像素為 1280 X 1040,并且該探測(cè)系統(tǒng)（5)還包括x-y-z三維移動(dòng)平臺(tái)。
【文檔編號(hào)】G02B13/00GK104459945SQ201410808089
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】吳越豪, 姜波, 戴世勛, 張培全, 聶秋華, 王訓(xùn)四, 沈祥, 張巍, 張培晴 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)