1 长春理工大学现代光学测试实验室, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130022
由于红外具有能识别伪装、可昼夜工作和被动工作的优势而被广泛地应用于跟踪和搜索系统.而这些系统要求红外光学系统成像清晰、结构紧凑、可适应较大的温度变化.依据光学被动消热差的方法设计了可在较宽温度范围工作、成像质量优良、结构紧凑、体积小的红外中波摄远物镜,其摄远比可达到0.6.系统参数如下:工作波段为3~5 ?m,焦距150mm,F 数为3,工作温度为－40℃~60℃.设计结果显示,该系统仅采用3 片透镜并利用衍射元件消热差完成了无热化的要求,减少了系统的成本及重量,传递函数在17 lp/mm 处均在0.8 以上,与衍射极限十分接近,满足在宽温度范围内工作成像质量高及系统小型化的要求.
红外中波摄远物镜 无热化设计 折衍射混合系统 结构紧凑 infrared mid-wave telephoto lens athermal design refractive-diffractive hybrid system compact structure
1 长春理工大学 光电工程学院航天技术研究所,吉林 长春 130022
2 长春理工大学 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心,吉林 长春 130022
根据坦克目标搜索/跟踪系统的要求,设计了工作于8-12 μm波段折/衍射混合红外连续变焦距光学系统。该系统解决了传统系统不能同时满足长焦距、大相对孔径、高变倍比、高成像质量和系统结构简单的缺陷,使设计的系统相对孔径大,F数为0.9,变焦倍率为11×,系统在长焦距时,可识别1500 m远的坦克目标。变焦系统仅用7片锗透镜,通过引入二元面和非球面校正系统色差和轴外像差,在空间频率为17 lp/mm处,全焦距范围内调制传递函数(MTF)值均在0.64以上,接近衍射极限;系统在接收半径为17.5 μm的探测器敏感元内,能量集中度大于82%,表明系统具有良好的成像质量,满足坦克目标搜索识别系统的总体要求。
光学设计 佩茨瓦尔(Petzval)型物镜 连续变焦 折/衍射混合系统
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
3 中国一航西安飞机工业(集团)有限责任公司, 陕西 西安 710089
4 镇江船舰学院, 江苏 镇江 212003
针对长波用320×240元非制冷焦平面阵列探测器,设计了8～12 μm波段折射/衍射混合红外连续变焦光学系统,其相对孔径大,F数为1.3,系统变焦倍率为8。变焦系统采用锗和硫化锌两种材料,通过引入二元面和非球面校正系统色差和轴外像差,在空间频率18 lp/mm处,全焦距范围内调制传递函数(MTF)均在0.5以上,接近衍射极限;系统在接收半径为17.5 μm的探测器敏感元内,能量透过率大于78%,表明该变焦系统具有良好的成像质量。
光学设计 Petzval型物镜 连续变焦 折/衍射混合系统
