光学被动式和机电式组合消热差方法的研究 被引量：10

1

作者 王学新 焦明印 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期354-359,共6页

为了解决机电式消热差中光学系统热差太大,透镜的移动不能补偿温度变化引起的像面漂移问题,提出光学被动式和机电式消热差相结合的无热设计方法。该方法先通过光学被动消热差方法得到合理的消热差透镜组合,使热差控制在较小的范围内;然... 为了解决机电式消热差中光学系统热差太大,透镜的移动不能补偿温度变化引起的像面漂移问题,提出光学被动式和机电式消热差相结合的无热设计方法。该方法先通过光学被动消热差方法得到合理的消热差透镜组合,使热差控制在较小的范围内;然后通过机电消热差的方法消除剩余热差。在(-40～60)℃温度范围内,利用该方法对波长为(7.5～10.5)μm的双视场红外光学系统进行无热化设计,借助传递函数(MTF)对设计结果进行评价,说明该设计在整个温度范围内满足系统像差要求。 展开更多

关键词 无热化设计 光学被动式消热差 机电式消热差

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外光学系统被动式无热化设计方法 被引量：17

2

作者 申碧云 高明 《电光与控制》 北大核心 2012年第6期70-73,78,共5页

红外光学系统在一定温度条件下会由于温度变化导致系统成像质量变差。利用光学材料热特性之间存在的差异,提出一种光学被动式无热化设计方法,分析了透镜组的消像差方程组并进行求解,讨论了不同透镜材料消热差和消色差的实现过程,利用不... 红外光学系统在一定温度条件下会由于温度变化导致系统成像质量变差。利用光学材料热特性之间存在的差异,提出一种光学被动式无热化设计方法,分析了透镜组的消像差方程组并进行求解,讨论了不同透镜材料消热差和消色差的实现过程,利用不同材料合理匹配与合理分配光焦度实现热补偿。针对相同技术指标,设计了两个红外双波段光学系统并对两种系统性能进行比较,结果表明,采用热补偿措施的红外系统在-40～+60℃温度范围内弥散圆尺寸变化不大,焦距变化量小于系统最小焦深,成像质量接近衍射极限,不同温度下系统焦距的变化不影响成像质量和性能。 展开更多

关键词 红外光学系统 光学被动式 无热化设计 温度效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

长波红外制冷型光学系统超宽温消热差设计 被引量：7

3

作者 于洋 金亚平 +2 位作者 潘兆鑫 蹇毅 汤心溢 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第10期585-587,617,共4页

采用光学被动式无热化设计方法,给出了针对长波红外制冷型光学系统的一个设计实例。该系统采用了576元线列探测器,相比于以往288元线列探测器而言,在相对孔径、焦距等参数不变的条件下,视场扩大了一倍。该系统F数为1.6,焦距100 mm,视场9... 采用光学被动式无热化设计方法,给出了针对长波红外制冷型光学系统的一个设计实例。该系统采用了576元线列探测器,相比于以往288元线列探测器而言,在相对孔径、焦距等参数不变的条件下,视场扩大了一倍。该系统F数为1.6,焦距100 mm,视场9.2°,实现了100%的冷光阑匹配。设计结果表明,该系统在-50℃～+90℃的宽温度范围内,像质接近衍射限,无须任何调焦,无热化性能良好。 展开更多

关键词 红外 冷光阑匹配 光学被动式 无热化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外二次成像无热化光学系统设计与实测 被引量：4

4

作者 于洋 蹇毅 +2 位作者 潘兆鑫 金亚平 汤心溢 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期3180-3184,共5页

阐述了二次成像红外光学系统相比于一次成像红外光学系统而言,对温度变化更加敏感的特点及其影响,讨论了基于光学被动式无热化原理的二次成像红外光学系统的设计方法。不仅给出了设计的一个红外制冷型二次成像光学系统的实例,还对该无... 阐述了二次成像红外光学系统相比于一次成像红外光学系统而言,对温度变化更加敏感的特点及其影响,讨论了基于光学被动式无热化原理的二次成像红外光学系统的设计方法。不仅给出了设计的一个红外制冷型二次成像光学系统的实例,还对该无热化镜头进行了实际加热对比成像试验,并给出了成像测试结果。设计结果表明:该系统在-40℃^+80℃的温度范围内,像质接近衍射限,最佳像面变化量在一倍焦深范围之内,焦距变化率低,实现了光学被动式无热化。实际测试结果显示,所设计的二次成像无热化光学系统,具有良好的无热化能力,高温环境下无需调焦依然清晰成像。 展开更多

关键词 红外 二次成像 光学被动式 无热化设计 实测结果

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外光学系统无热化设计方法的研究 被引量：55

5

作者 王学新 焦明印 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期129-133,共5页

无热化设计是利用不同手段消除环境温度变化对光学系统性能的影响。针对红外光学系统,提出一种光学被动式无热化设计方法。从单个透镜出发,列出透镜组的消热差方程组,通过笛卡尔坐标系描绘出常用红外材料的消热差系数和消色差系数,使用... 无热化设计是利用不同手段消除环境温度变化对光学系统性能的影响。针对红外光学系统,提出一种光学被动式无热化设计方法。从单个透镜出发,列出透镜组的消热差方程组,通过笛卡尔坐标系描绘出常用红外材料的消热差系数和消色差系数,使用图解方法求得红外材料的合理组合,同时得到归一化的组合光焦度分配。最后用实例说明光学被动式无热化设计的求解过程,并通过光学设计软件对结果进行分析,说明该设计结果在-40℃～+60℃温度范围内均满足消热差和像差要求。 展开更多

关键词 无热化设计 光学被动式无热化设计 红外光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

大相对孔径长波红外光学系统无热化设计 被引量：8

6

作者 张续严 姜瑞凯 贾宏光 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1227-1231,共5页

针对目前许多军工仪器红外成像系统的结构简单、体积小、质量轻的无热化设计要求,采用光学被动式方法对8μm～12μm波段、相对孔径为1的红外光学系统进行了无热化设计。具体光学系统参数:F=1,f=60mm,2ω=11.4°。设计结果:在-40℃... 针对目前许多军工仪器红外成像系统的结构简单、体积小、质量轻的无热化设计要求,采用光学被动式方法对8μm～12μm波段、相对孔径为1的红外光学系统进行了无热化设计。具体光学系统参数:F=1,f=60mm,2ω=11.4°。设计结果:在-40℃～60℃工作范围内,该系统的调制传递函数(MTF)接近衍射极限,空间分辨率在20lp/mm处,中心视场传函接近0.7,边缘视场传函大于0.6。其设计结果满足系统的无热化设计要求。 展开更多

关键词 无热化 光学被动式无热化设计 大相对孔径 红外光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

五通道红外全景光学系统设计 被引量：5

7

作者 刘钧 李璟 高明 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期668-673,共6页

为了实现全景范围内的多目标跟踪搜索,克服连续捕获新目标时出现的低效、实时性差等缺点,提出了一种五通道红外全景系统设计方法。该方法利用空间分布5个视场大于90°的红外物镜与转向系统将五路光汇合成一路光,使用一个探测器代替... 为了实现全景范围内的多目标跟踪搜索,克服连续捕获新目标时出现的低效、实时性差等缺点,提出了一种五通道红外全景系统设计方法。该方法利用空间分布5个视场大于90°的红外物镜与转向系统将五路光汇合成一路光,使用一个探测器代替多个探测器接收方位和顶视的图像信息,实现了方位360°和顶视90°视场范围内的成像,同时降低了系统的设计成本,减小了系统体积。鉴于在环境温度-40~60℃之间工作的中波红外全景系统会由于温度变化而导致系统的成像质量变差,故采用光学被动式无热化设计,以消除温度效应对系统的影响,在给定的温度范围内,成像质量满足设计要求。 展开更多

关键词 红外全景系统 五通道 光学被动式 无热化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

长波红外非制冷光学系统设计 被引量：8

8

作者 关英姿 康立新 《红外技术》 CSCD 北大核心 2008年第2期79-82,共4页

由于温度变化会导致红外光学系统的成像质量变坏,因此,对于工作环境温度在-45～60℃之间的长波红外折射光学系统来说,无热化设计成为光学系统设计的难点和关键。为研究不同的无热化补偿方式的特点,分别设计了基于光学被动式无热化补偿... 由于温度变化会导致红外光学系统的成像质量变坏,因此,对于工作环境温度在-45～60℃之间的长波红外折射光学系统来说,无热化设计成为光学系统设计的难点和关键。为研究不同的无热化补偿方式的特点,分别设计了基于光学被动式无热化补偿和基于机械被动式无热化补偿的两种长波红外非制冷光学系统,对比分析了两种光学系统的优缺点,给出了选择无热化补偿方法的基本原则。 展开更多

关键词 成像光学 红外系统 无热化设计 光学被动式补偿 机械被动式补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种长波红外光学消热差系统设计 被引量：10

9

作者 王远方舟 白玉琢 +3 位作者 贾钰超 陈骥 石晓光 李茂忠 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期531-534,共4页

介绍了长波红外消热差系统的种类,分析了温度对光学元件的影响,并列出光学参量随温度变化的公式。总结了红外消热差系统的设计原理,解出消热差消色差条件方程组并设计了一个工作波段为8～12 m,f=25mm,F数1.2,配384×288,像元大小25 ... 介绍了长波红外消热差系统的种类,分析了温度对光学元件的影响,并列出光学参量随温度变化的公式。总结了红外消热差系统的设计原理,解出消热差消色差条件方程组并设计了一个工作波段为8～12 m,f=25mm,F数1.2,配384×288,像元大小25 m非制冷探测器的系统。结果表明,系统结构简单,在-40℃～80℃温度范围内系统调制传递函数,均方根弥散斑直径变化均很小,符合红外消热差系统的条件。 展开更多

关键词 长波红外 消热差 光学被动式

在线阅读 下载PDF 职称材料

紧凑型长波红外光学系统无热化设计 被引量：7

10

作者 米士隆 牟达 牟蒙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期3032-3036,共5页

对于工作环境温度在-40~60℃之间的长波红外折射光学系统来说,由于红外光学材料受温度变化影响非常大,光学系统必须进行无热化设计。在介绍了无热化系统的种类,分析了温度变化对红外光学系统的影响基础之上,基于非制冷型焦平面探测器,... 对于工作环境温度在-40~60℃之间的长波红外折射光学系统来说,由于红外光学材料受温度变化影响非常大,光学系统必须进行无热化设计。在介绍了无热化系统的种类,分析了温度变化对红外光学系统的影响基础之上,基于非制冷型焦平面探测器,设计了工作在长波红外8~12μm,F#为2,视场角为6.8°的摄远型物镜系统。采用添加棱镜的方法,使系统在不添加特殊面型的情况下达到无热化的目的,同时使系统结构紧凑,摄远比达到0.69。透镜面型均为标准球面,利于加工、装调、检测。设计结果表明,光学系统的调制传递函数在每个规定温度下均能接近衍射极限,满足了设计要求。 展开更多

关键词 光学设计 无热化 光学被动式补偿 非制冷型光学系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

中波红外制冷型光学系统消热差设计 被引量：7

11

作者 刘秀军 张金旺 +1 位作者 张华卫 刘波 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期391-396,共6页

对比了典型消热差方法的优劣,探讨光学被动式消热差的基本理论。在此基础上,根据系统要求的温度范围-60℃～90℃,在常温初始结构的基础上,利用Zemax软件的多重结构和自动热分析功能增加其他温度结构,运用光学被动式消热差方法进行热平... 对比了典型消热差方法的优劣,探讨光学被动式消热差的基本理论。在此基础上,根据系统要求的温度范围-60℃～90℃,在常温初始结构的基础上,利用Zemax软件的多重结构和自动热分析功能增加其他温度结构,运用光学被动式消热差方法进行热平衡和像差平衡,最终设计出一套中波制冷型消热差光学系统。光学设计时以探测器冷阑作为系统孔径光阑,实现了100%冷阑匹配。结构材料使用铝,光学材料为硅、锗和硒化锌,将它们组合消热差。系统在-60℃～90℃温度范围内,最大离焦量小于1倍焦深,空间分辨率17lp/mm处,光学调制传递函数(MTF)值均大于0.74,接近衍射极限,点列图弥散斑均未超出单像元尺寸范围。 展开更多

关键词 中波红外 消热差设计 冷阑匹配 光学被动式

在线阅读 下载PDF 职称材料

硫系玻璃在民用红外车载成像系统中的应用 被引量：13

12

作者 姜波 吴越豪 +5 位作者 戴世勋 张巍 张培晴 王训四 沈祥 聂秋华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1739-1745,共7页

针对324×256非制冷探测器,设计了一个工作波段为8~12μm,有效焦距为9 mm,F数为1.3,视场角为33.26°×26.28°的红外车载镜头。镜头采用了硫系玻璃材料Ge28Sb12Se60制备的两片镜片,结合常规红外材料锗以及硫化锌材料制... 针对324×256非制冷探测器,设计了一个工作波段为8~12μm,有效焦距为9 mm,F数为1.3,视场角为33.26°×26.28°的红外车载镜头。镜头采用了硫系玻璃材料Ge28Sb12Se60制备的两片镜片,结合常规红外材料锗以及硫化锌材料制备其他两片镜片,通过合理分配各个镜片的光焦度达到系统整体无热化设计的效果。利用硫系玻璃易于精密模压制备非球面的特点,仅在一片硫系玻璃镜片上设计了一处非球面。设计结果表明该系统在-40~60℃的温度范围内具有良好的消色差/热差性能,且调制传递函数（MTF）接近衍射极限。 展开更多

关键词 车载镜头 红外系统 无热化设计 光学被动式

在线阅读 下载PDF 职称材料

大孔径、大视场辅助驾驶仪红外镜头无热化设计 被引量：13

13

作者 孙爱平 龚杨云 +4 位作者 陈忠 安长亮 皮冬明 铁筱滢 杨毕春 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第10期617-622,共6页

论述了无热化设计的种类和光学被动式无热化设计的基本原理。使用光学被动式无热化设计方案,设计了一款工作波段为8～12 m、焦距f=16.5 mm、F#=0.8、视场为36.5×27.8的大孔径、大视场辅助驾驶无热化红外镜头。此镜头体积小、重量... 论述了无热化设计的种类和光学被动式无热化设计的基本原理。使用光学被动式无热化设计方案,设计了一款工作波段为8～12 m、焦距f=16.5 mm、F#=0.8、视场为36.5×27.8的大孔径、大视场辅助驾驶无热化红外镜头。此镜头体积小、重量轻、结构简单,适用于辅助驾驶系统。此红外镜头在-40℃～60℃的工作温度范围内,无需调焦,能自动消除热差影响,始终保证成像清晰。经过寒区(低温)试验,满足无热化设计的需要。 展开更多

关键词 无热化设计 大孔径红外镜头 大视场红外镜头 辅助驾驶仪 光学被动式

在线阅读 下载PDF 职称材料

8～12μm折/衍混合监视系统无热化设计 被引量：3

14

作者 齐雁龙 段萌 +1 位作者 姜成舟 项建胜 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第11期676-679,共4页

论述了利用衍射元件实现光学系统无热化的原理和设计方法,并利用衍射光学元件特殊的消热差和消色差特性,设计了8～12μm波段、焦距45 mm、F#为1.8、视场30°、工作在-55℃～55℃范围内的折/衍混合红外监视系统。设计结果表明,在此... 论述了利用衍射元件实现光学系统无热化的原理和设计方法,并利用衍射光学元件特殊的消热差和消色差特性,设计了8～12μm波段、焦距45 mm、F#为1.8、视场30°、工作在-55℃～55℃范围内的折/衍混合红外监视系统。设计结果表明,在此温度范围内,系统具有良好的消热差作用,成像质量接近衍射极限;而且具有结构简单、体积小、重量轻和可靠性高等优点。 展开更多

关键词 红外光学系统 衍射光学 光学被动式 无热化

在线阅读 下载PDF 职称材料