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临近空间红外紫外双色预警光学系统分析与设计

Analysis and Design of Optical System for the Infrared and Ultraviolet Warning in the Near-space

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摘要

对日盲紫外预警和红外预警的相关发展现状进行了综述。针对当前对临近空间导弹预警载荷的应用需求,提出了一种覆盖日盲紫外(250~280 nm)、中波红外(3 000~5 000 nm)双波段预警系统。系统采用双波段实现对导弹等军事目标的探测和预警,可以有效的减少虚警率。该光学系统利用一个离轴三反系统作为主光学系统,利用分束器分别实现对两个波段的分光。根据两个波段光学系统所使用的探测器以及相应的应用需求,完成了对两个波段光学系统结构计算与光学设计工作。设计完成之后,两个波段光学系统的MTF在奈奎斯特频率分别为: 日盲紫外MTF>0.8@39 lp/mm,中波红外MTF>0.8@17 lp/mm,两个光学系统最大RMS光斑直径小于一个探测器的尺寸,单个像元能量集中度大于80%。

Abstract

The relevant development status of solar blind ultraviolet and infrared warning is reviewed. According to current application demands for the missile warning payload in near-space, a dual-band early warning system is presented, which covers the solar blind ultraviolet 250~280 nm and middle wavelength infrared (MWIR) 3 000~5 000 nm. The dual-band system is used to realize the detection and warning to military targets such as missile, which can effectively reduce the false alarm rate. A three-mirror off-axis system is taken as the main anti-optical system and the splitter is used to realize beam splitting on two spectral bands. According to the detector used by the optical systems on two bands and the corresponding application needs, the structure calculation and optical design of the optical system are completed. After the design is completed, the modulation transfer function (MTF) of two bands of the optical system at Nyquist frequency are solar blind ultraviolet MTF>0.8@39 lp/mm and MWIR MTF>0.8@17 lp/mm respectively. The maximum root mean square (RMS) spot diameter of two optical systems is smaller than the size of a detector and the single cell energy concentration is greater than 80%.

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中图分类号:O439

所属栏目:光学设计

收稿日期:2017-07-01

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王文丛:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
金东东:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
李文斌:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
胡慧君:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
史钰峰:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
楚新波:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
罗玉祥:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000
邵思霈:山东省航天电子技术研究所,山东 烟台 264000

备注:王文丛(1987-),博士,工程师,主要研究领域为光学系统仿真、设计等.

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引用该论文

WANG Wen-cong,JIN Dong-dong,LI Wen-bin,HU Hui-jun,SHI Yu-feng,CHU Xin-bo,LUO Yu-xiang,SHAO Si-pei. Analysis and Design of Optical System for the Infrared and Ultraviolet Warning in the Near-space[J]. Electro-Optic Technology Application, 2017, 32(5): 5-11

王文丛,金东东,李文斌,胡慧君,史钰峰,楚新波,罗玉祥,邵思霈. 临近空间红外紫外双色预警光学系统分析与设计[J]. 光电技术应用, 2017, 32(5): 5-11

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