本發(fā)明涉及光學工程，具體涉及一種折超混合式大視場長波紅外鏡頭。
背景技術：
1、紅外熱成像技術是一種探測物體熱輻射來獲取溫度信息的技術。自然界中，所有物體都會以不同程度輻射紅外光，這種輻射的強度和頻譜分布與物體的溫度和表面特性密切相關。因此，紅外熱成像技術能夠在不依賴可見光源的情況下，提供物體的溫度分布圖像，這在環(huán)境檢測、安防監(jiān)控、自動駕駛、軍事偵察等多種應用場景中具有重要意義。
2、作為紅外熱成像技術的重要光學器件，紅外光學鏡頭性能的好壞直接決定了光學系統(tǒng)的成像性能。高質量的紅外鏡頭不僅需要具備高透過率、低色差和良好的光學像差控制，還需要能夠適應不同的工作環(huán)境和應用需求。其中，大視場長波紅外熱成像鏡頭在多個領域中具有重要應用價值，尤其是在需要覆蓋大面積區(qū)域的高分辨率成像系統(tǒng)中。
3、而超表面是一種由亞波長尺度的微納結構單元按照特定規(guī)則排列而成的人工結構，可以實現(xiàn)對入射電磁波的靈活調控，其新穎的特性和靈活的結構設計使其具有廣泛的應用前景。在光學設計中，超表面可被用來替代傳統(tǒng)的光學元件，如透鏡等，以實現(xiàn)對光線的精確調控和操控。
4、傳統(tǒng)紅外熱成像鏡頭為了實現(xiàn)大視場，采用反遠攝型方案進行設計，沿光軸從物面到像面由前負透鏡組和后正透鏡組組成，這導致這種類型的鏡頭通常需要使用多個透鏡組組合，這不僅增加了系統(tǒng)的復雜性，還使得鏡頭體積龐大、重量增加，與當下光學系統(tǒng)的小型化、輕量化發(fā)展趨勢不符。為了提高鏡頭的成像質量，實現(xiàn)更高的分辨率，常常需要利用眾多非球面鏡完成。非球面鏡的設計和制造相對復雜，對加工精度的要求較高，這不僅增加了制造難度，也提高了生產(chǎn)成本。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種折超混合式大視場長波紅外鏡頭，以解決現(xiàn)有現(xiàn)有長波紅外鏡頭存在的體積龐大、半導體工藝兼容性差以及視場角受限的問題。
2、本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：
3、一種折超混合式大視場長波紅外鏡頭，包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡沿光軸從物面到相面依次設置，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡中至少一個為超表面透鏡，其余透鏡為折射透鏡。
4、第一透鏡為具有負光焦度的折射透鏡，物側面為凸面、像側面為凹面。
5、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡，至少有兩個物側面或像側面為球面。
6、超表面透鏡的基底以及結構單元均采用硅材質，超表面透鏡兩側鍍有紅外增透膜。
7、超表面透鏡的結構單元采用準周期或者周期性排布，每個結構柱的截面形狀為中心對稱圖形。
8、折射透鏡材料為硅或鍺或硫系玻璃。
9、折超混合式大視場長波紅外鏡頭的焦距f小于等于8?mm；像空間f數(shù)小于2，折超混合式長波紅外鏡頭的視場角滿足全視場角大于60°。
10、本發(fā)明具有以下有益效果：
11、本發(fā)明的折超混合式大視場長波紅外鏡頭通過超表面透鏡替代傳統(tǒng)折射透鏡，構建折超混合光學系統(tǒng)，大幅縮小鏡頭體積并降低制造成本。超表面透鏡的引入顯著減少非球面鏡片的使用數(shù)量，簡化了復雜曲面加工流程，有效降低了加工難度和裝配復雜度。同時，采用全介質硅材質超表面透鏡，其加工工藝與cmos半導體工藝兼容，可實現(xiàn)標準化批量制造，兼具加工便捷性與成本優(yōu)勢。相較于傳統(tǒng)大視場光學鏡頭，本方案在保證紅外成像分辨率的條件下有效擴展視場角，顯著提升系統(tǒng)光學性能與適用場景。本發(fā)明兼具輕量化、低成本、高分辨與大視場特性，為紅外成像技術在安防監(jiān)控、無人系統(tǒng)等領域的應用提供了高效解決方案。
1.一種折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，包括第一透鏡（1）、第二透鏡（2）、第三透鏡（3）以及第四透鏡（4），所述第一透鏡（1）、第二透鏡（2）、第三透鏡（3）以及第四透鏡（4）沿光軸從物面到相面（6）依次設置，所述第一透鏡（1）、第二透鏡（2）、第三透鏡（3）以及第四透鏡（4）中至少一個為超表面透鏡，其余透鏡為折射透鏡。
2.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡（1）為具有負光焦度的折射透鏡，物側面為凸面、像側面為凹面。
3.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡（1）、第二透鏡（2）、第三透鏡（3）以及第四透鏡（4），至少有兩個物側面或像側面為球面。
4.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，所述超表面透鏡的基底以及結構單元均采用硅材質，所述超表面透鏡兩側鍍有紅外增透膜。
5.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，所述超表面透鏡的結構單元采用準周期或者周期性排布，每個結構柱的截面形狀為中心對稱圖形。
6.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，所述折射透鏡材料為硅或鍺或硫系玻璃。
7.根據(jù)權利要求1所述的折超混合式大視場長波紅外鏡頭，其特征在于，折超混合式大視場長波紅外鏡頭的焦距f小于等于8?mm；像空間f數(shù)小于2，所述折超混合式長波紅外鏡頭的視場角滿足全視場角大于60°。