为了满足光电设备窗口片的使用要求, 设计了一种以硒化锌为基底的多波段红外增透膜。为了达到多波段增透的目的, 选取硫化锌、氟化镱分别作为高、低折射率材料, 在硒化锌基底前后表面镀制相同的多波段红外增透膜。最终实现0.808 μm、0.880 μm、0.915 μm处透过率在91%以上, 3.7~4.8 μm和10.6 μm处透过率在95%以上, 并且膜层具有良好耐环境适应性。

为了满足精简多波段激光设备光路的技术需求, 选取ZnS、YbF3两种材料, 在ZnSe基底上完成了45°入射条件下长、短波红外合束镜的设计。引入修正系数, 结合误差分析, 解决了测量光谱与设计曲线不吻合的问题。最终制备的合束镜在入射角为45°时, 在λ=(10.6±0.2) μm波段透过率>95%, 在λ=(780±10) nm、(808±10) nm、(880±10) nm、(915±10) nm波段反射率＞97%, 在λ=630~680 nm波段的透过率约为41.825%。所制备的合束镜具有良好的环境适应性, 满足系统的技术需求。

阐述了一种基于半球环形全景成像的紫外光学系统, 从大视场的需求角度出发, 设计了半球环形的全景成像光学系统, 该系统可以实现对180°(H)×40°(V)空域实现成像覆盖的需求, 系统适用于紫外成像, 由于紫外波段系统材料较少, 为减小系统像差, 在第一片镜片采用了镀膜折返式方式进行设计, 该设计不但实现了扩大系统视场接收范围的能力, 还具备了镜片数量少的特点。所设计的系统体积小, 覆盖面积广, 成像质量高, 有效的实现了环形大视场范围紫外图像获取。

阐述了一种双视场激光、可见光、中波红外三谱段长焦距共孔径光学系统设计方法。系统前端采用离轴三反缩束和视场切换结合的光学结构形式, 实现对大口径入射光束的压缩和视场变换, 系统后端采取分光镜组将光谱分为三个通道, 分别进入激光、可见光、中波红外成像镜组, 最终实现各个谱段的组合成像。通过合理设计, 各个谱段成像质量优良, 满足系统的使用要求。

讨论了基于光纤传输的柔性红外光学成像系统设计方法, 采用光学成像前置模块+光纤传像束+光学成像后置模块的分体式布局, 通过合理的优化设计, 实现光学孔径与制冷探测器的高效匹配。该设计方法减轻了伺服转动机构光学负载质量, 压缩了光学负载的外形尺寸, 扩展了光机系统柔性布局的新方式, 通过该设计方法, 配合伺服转动结构, 可实现半球空域内的任意方向成像。

分析了衍射光学元件的温度特性,利用衍射光学元件,设计了工作波段在中波红外、全视场为5.2°的红外无热化成像光学系统。设计结果表明,该光学系统在-55 ℃~+80 ℃的温度范围内系统的MTF接近衍射极限,全视场内的MTF数值在33 lp/mm处达到0.5,像质优良。该光学系统最大直径为110 mm,总长90 mm,满足了技术指标要求。

于声光可调谐滤波器(acousto-optic tunable filter, AOTF)工作原理, 设计出一工作波段500~1 000 nm, 视场10°×10°的光谱成像系统。该系统由三组镜头组合而成, 前置物镜与准直镜形成望远系统, 后组成像镜头采集AOTF产生的正一级衍射光, 利用ZEMAX软件进行消像差设计, 全系统在40 lp/mm处的MTF均大于0.5, 其他像差也达到了要求。

介绍了一种半球空域成像长波红外光学系统的设计。该光学系统采用二次成像结构, 有效的压缩了光学系统的径向尺寸。由于该光学系统视场较大, 因此采用了F-θ的“非相似”成像方式。利用ZEMAX软件进行了优化设计, 合理解决了像面照度均匀性和大视场轴外像差的问题。同时对该光学系统进行了分析评价并给出光学系统的传递函数曲线、点列图等设计结果。该光学系统仅使用六片光学元件, 采用两个非球面, 全视场角和相对孔径分别为184°和1/1.93, 全视场内的传递函数值在20 lp/mm处达到0.45以上, 像质优良。光学系统总长为71 mm, 最大直径30 mm, 光学元件质量仅为45 g, 光学系统体积小、质量轻, 可适用于多种平台。

描述和分析了扫描型红外探测系统指向精度测量的必要性，并提出了一种扫描型红外探测系统指向精度的测量方法.该方法综合了内场测量和外场测量的优点，降低了系统在整个测量过程中由于检测设备的误差和检测方法不当所引起的偏差.并对误差产生的原因以及造成的结果进行了分析.有利于扫描型红外探测系统指向精度的高精度测量和校正.