1 北京空间机电研究所, 北京 100076
2 北京邮电大学，北京100876
在大温差条件下，由于温度剧烈变化导致红外光学系统成像质量变差。用于机载林火监测的大视场中波红外相机工作环境变化剧烈，对杂散辐射要求较高。为保证光学系统在要求的大视场和大温差条件下具有稳定的性能和良好的成像质量，通过基于消热差的设计方法和基于噪声等效温差的杂散辐射综合评价方法，设计了一套制冷型中波红外光学系统。该光学系统由6片透镜和1片滤光片组成，工作波段为3.7~4.8 μm，F数为2.5，焦距为62.5 mm，视场为14.36°×10.87°，探测器采用640×512 阵列中波制冷型探测器，通过采用硅、锗材料组合，合理分配光焦度，实现了消色差和消热差设计，通过冷反射优化和冷光阑匹配设计，较好地抑制了系统的杂散辐射噪声，通过引入少量非球面优化，在满足指标要求的情况下，对高阶像差进行了校正。结果表明，光学系统在−55~+70 °C温度范围内，成像质量稳定良好。
中波红外 制冷型探测器 消热差 冷反射 medium wave infrared cooled detector athermalization cold reflection
1 光学辐射重点实验室, 北京 100854
2 北京机电工程研究所, 北京 100074
3 北京空间信息中继传输技术研究中心, 北京 100094
为了提高传统分时旋型红外偏振成像的速度,设计了适用于中波红外热像仪的检偏器组件,将红外热像仪改装成中波红外偏振成像装置,用于获取目标场景的红外偏振信息。该装置通过电机以900 r/min速度匀速驱动红外偏振片旋转,采集不同偏振方向的红外强度图像。利用单像元非均匀性差分图像校正方法对红外图像中的冷反射进行扣除,利用迭代排序方式对校正后的红外强度图像进行处理,结合构建的斯托克斯矢量模型,计算连续相邻的三幅红外强度图像的红外偏振度和偏振角,保证与红外强度图像有相同的成像帧频。实验结果表明,该装置能够稳定输出待测目标的红外偏振度和偏振角图像,输出红外偏振图像的帧频为45 frame/s,满足对变化场景实时红外偏振探测的需求。
成像系统 红外偏振成像 旋转偏振片 冷反射 迭代排序方法 光学学报
2020, 40(15): 1511001
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
2 中国人民解放军92330部队, 山东 青岛 266000
在红外偏振成像中,由偏振片引起的冷反射现象较为严重,为了消除冷反射需要进行非均匀性校正,而非均匀性校正将影响偏振参数解算。从偏振参数解算方程出发,分析了冷反射的校正补偿对偏振解算参数的影响。设计了基于线栅式偏振片的偏振探测去冷反射的数据处理流程,提升了偏振参数的计算值与真值的接近程度,比较了基于多次校正获得的和基于单次校正的差分图像获得的偏振图像,获得了较为理想的红外偏振参数图像。
偏振 偏振度 偏振角 非均匀性校正 Stokes向量 冷反射 polarization degree of polarization angle of polarization NUC Stokes vector cold reflection
中国航空工业集团洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471009
介绍了一种高分辨率红外双视场光学系统设计，该光学系统采用二次成像的光学结构形式和切换式的视场变倍方式，该系统工作波长为3～5 μm，F数为2，变倍比为4倍，采用了像元尺寸15 μm的制冷式640×512高分辨率红外探测器。设计结果表明，双视场模式下均可获得较好的光学性能，最后给出了系统的了冷反射和公差分析结果。
高分辨率 双视场 光学系统 冷反射 high resolution dual field of view cold reflection
