天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
为了同时获得目标的红外图像信息和光谱信息, 设计了一种分孔径中波红外分波段成像光学系统。该系统可将位于成像器前方不同波段的目标红外场景通过分孔径方式成像到红外制冷型探测器的4个区域上。该系统通过内部分孔径的办法, 在不同通道内放置滤光片的方式, 实现在一个探测器上对3.5 μm~4.1 μm、4.4 μm~5 μm、3.5 μm~5 μm、4.4 μm不同波段的目标同时成像。该系统F数为1.93, 单通道的焦距为60 mm, MTF接近衍射极限, 同时实现了在-40℃~+60℃的无热化需求, 可以满足应用和指标需求。
红外光学设计 多光谱成像 分孔径成像 制冷型红外探测器 infrared optical design multispectral imaging aperture-divided imaging cooling type IR detector
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
为了得到性能好、稳定性高, 能够满足民用、**等领域应用的中波红外成像光学系统, 采用光学被动式的无热化技术, 在常温下像质良好的初始结构基础上, 通过对不同红外材料组合, 实现系统的无热化设计。利用等效温差(NITD)计算冷反射贡献量, 对冷反射贡献量较大表面的曲率和光焦度进行优化。设计结果表明: 在-40℃~60℃温度范围内, 光学系统的MTF在30 lp/mm处均大于0.5; 离焦量在一倍焦深以内, 点列图(RMS)直径小于像元尺寸; 冷反射残存量最大的表面NITD值降低40%。应用该方法可以很好地实现红外成像光学系统的无热化设计, 对冷反射的抑制效果明显。
红外光学设计 热效应 无热化设计 冷反射 infrared optical design thermal effect athermalization design narcissus
1 北京理工大学光电工程系,北京 100081
2 西安应用光学研究所,西安 710065
叙述了利用衍射光学元件的环境温度特性实现光学系统像面环境温度补偿的原理和设计方法.提出了按照最佳像面确定最佳修正因数的补偿方法,使系统的性能在要求的温度范围内得到最佳补偿.给出了在20℃～50℃范围实现像面环境温度补偿和8μm～12μm波段内消色差的系统设计参数和评价结果.所设计的系统结构简单,在要求的温度范围内性能稳定.
衍射光学 消热差设计 红外光学设计
根据辐射学原理,并考虑到实际探测器的接收尺寸,对现有的关于Narcissus等效温差的计算进行了修正。可以在红外光学系统设计阶段评价其Narcissus效应的影响程度,并为红外热成像系统提供评价Narcissus效应的定量判据。
红外光学设计 效应 红外扫描成像系统
