长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
针对像素为 640×512、探测器的像元尺寸为 20 μm的制冷型凝视焦平面阵列探测器, 设计了变倍比为 30的中波红外连续变焦光学系统。系统工作波段为 3.7~4.8 μm, F数为 3.7, 焦距变化范围为 11.64~349.2 mm。系统由两部分组成: 变焦系统和二次成像系统, 共 12片透镜。其中, 二次成像系统的主要作用是实现 100%冷光阑效率的同时, 减小光学系统的径向尺寸。系统的空间分辨率达到 21 lp/mm, 在 25 μm内能量集中在 75%以上, 系统成像质量较好, 在-40~+60 ℃的温度范围内实现了光学被动式消热差的设计。
红外变焦 制冷探测器 高变倍比 二次成像 infrared zoom cooled detector high zoom ratio re-imaging
在机械补偿变焦距光学系统中，通过利用变焦曲线控制变倍组与补偿组的移动来达到变焦目的.因此，为使变焦距光学系统在变焦过程中能够始终成像清晰且稳定，拟合出良好的变焦曲线是十分必要的.本文运用动态光学理论、CODE V和ZEMAX宏三种方法分别对一个20倍变焦距光学系统进行变焦曲线拟合，得到相应的运动曲线方程.根据所得到的三组曲线方程，随机选取若干变焦位置点，分别对这些位置点的光学系统离焦量、中心视场MTF和边缘视场MTF进行评价.数据分析表明，动态光学理论拟合出的变焦曲线在满足系统要求前提下更能够保证像面的稳定性.
变焦曲线 曲线拟合 动态光学 ZEMAX宏 Zoom curve Curve fitting Dynamic optics CODE V CODE V ZEMAX macro
