针对面阵规模为1 280×1 024, 像元尺寸为12 μm×12 μm的大面阵非制冷长波红外焦平面阵列探测器, 设计了基于非球面的长波红外两档变焦光学系统, 采用轴向移动式变焦方式实现焦距30 mm和54 mm切换, 工作波段为8~12 μm, F/#为0.9, 宽视场时全视场角为 36.3°, 可用于跟踪和搜索目标; 窄视场时全视场角为 20.64°, 可用于捕获和观察目标。引入多个非球面后, 在奈奎斯特频率 42 lp/mm 处传递函数大于0.3, 相比对应的球面系统大大提高对比度和分辨率, 使系统在避免引入二元面的同时具有更好的性能。采用机电主动式消热差保证由温度引起的像面漂移在系统焦深之内, 设计结果表明, 在0~40 ℃的温度范围内, 在 42 lp/mm 处, 系统各个状态的MTF均大于0.2。系统基于超大面阵规模和超小像元的凝视型焦平面红外探测器, 满足成像要求, 能对目标进行搜索和捕获, 可结合机载系统构成机载红外搜索跟踪系统, 对于空域监视、威胁判断、探测来袭导弹、自动搜索和跟踪目标等领域有一定参考意义。

为了解决石油输送管道Al2O3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,研制了光场分布均匀的半导体激光陶瓷焊接系统。结果表明,所设计半导体激光器偏振合束输出功率为384W,合束效率达到96.62%,经波长合束后输出功率可以超过800W,聚焦系统输出光斑均匀度为93.85%。该系统可以成功应用于不同场合的陶瓷焊接生产中,满足2mm厚度Al2O3陶瓷激光焊接要求。