大视场红外导引头光学系统消热差设计 被引量：13

1

作者 姜洋 孙强 +1 位作者 刘英 赵珑现 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期462-466,共5页

为消除温度变化对共形光学导引头像质的影响,利用光学被动消热差理论对具体设计方法进行实际分析.根据消热差条件选择合理的透镜材料组合,利用衍射元件特殊的光热特性采用折/衍混合结构进行消热差设计.采用椭球形共形整流罩结构减小空... 为消除温度变化对共形光学导引头像质的影响,利用光学被动消热差理论对具体设计方法进行实际分析.根据消热差条件选择合理的透镜材料组合,利用衍射元件特殊的光热特性采用折/衍混合结构进行消热差设计.采用椭球形共形整流罩结构减小空气阻力,降低导弹头部气动加热效应,利用三片式反远距结构实现短焦大视场系统设计.该系统工作波段为3～5μm,系统F/#为2,视场角为±90°;凝视结构的导引头光学系统后工作距达22.8mm,为制冷型探测器留有足够的空间;冷光阑效率为100%;在-40℃～60℃温度变化范围内,15lp/mm处全视场MTF值均大于0.4,满足高准确度定位导引头系统对成像质量的要求,保证了系统的轻小型设计. 展开更多

关键词 大视场 消热差设计 折 衍混合 红外 共形光学

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8～12μm波段折／衍混合反摄远系统消热差设计 被引量：14

2

作者 韩莹 王肇圻 +1 位作者 杨新军 吴环宝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期77-80,共4页

设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提... 设计了工作于8～12μm波段的折／衍混合消热差红外反摄远系统．该系统全视场为14°，有效焦距为100mm，后工作距为113mm，F／#2．0．系统采用锗和硒化锌两种材料，为三片镜结构．引入二元面和高次非球面，使结构简化，重量减轻，提高了成像质量．系统在－40℃～100℃的温度范围内性能稳定，适用于像元尺寸40μm，像元数640×480的现代非致冷式面阵探测器．大视场、长后工作距以及超宽工作温度范围，决定了系统可满足军用和民用领域的多种需求． 展开更多

关键词 反摄远 消热差设计 折衍混合系统

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8～12μm波段折/反/衍混合坦克扫描物镜消热差设计 被引量：4

3

作者 刘峰 赛建刚 +2 位作者 赵建科 徐亮 胡丹丹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2459-2462,共4页

根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8～12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次... 根据坦克扫描光学系统的要求,设计了一种工作于8～12μm波段,可识别2 000 m远坦克目标的折/反/衍射混合红外消热差光学系统。该系统采用新型的卡塞格林系统,其非球面主镜和次镜全部取代为球面,解决了卡塞格林系统大口径非球面主镜、次镜的高加工精度和装调难的问题;通过应用衍射元件独特的温度特性实现红外光学系统的无热化设计,设计的系统结构简单紧凑,口径大、焦距长、分辨率高,并且在-40～60℃的温度范围内成像质量接近衍射极限,满足坦克扫描系统的总体要求和像质要求。 展开更多

关键词 光学设计 红外光学系统 消热差设计 折/反/衍混合系统

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弹载卡式红外光学系统消热差设计

4

作者 刘钧 武晓晨 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期175-180,共6页

为了消除环境温度变化对弹载红外光学系统成像质量的影响,设计了一种在3.7μm～4.8μm波段工作的弹载卡塞格林式红外消热差光学系统。利用ANSYS软件分析了整流罩在大气中的受热变形对光学系统成像质量的影响,采用光学被动式消热差法对... 为了消除环境温度变化对弹载红外光学系统成像质量的影响,设计了一种在3.7μm～4.8μm波段工作的弹载卡塞格林式红外消热差光学系统。利用ANSYS软件分析了整流罩在大气中的受热变形对光学系统成像质量的影响,采用光学被动式消热差法对光学系统在-40℃～+65℃范围内进行了温度补偿。设计结果表明,系统MTF在20lp/mm时轴外可达0.41以上,不同视场下的弥散斑直径小于一个像元尺寸且系统结构简单。该设计可保证光学系统的像面稳定性,有效提高火控系统对目标探测与识别能力。 展开更多

关键词 红外光学系统 温度补偿 ANSYS软件 消热差设计

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弹载卡式红外光学系统消热差设计

5

作者 刘钧 武晓晨 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期385-390,共6页

为了消除环境温度变化对弹载红外光学系统成像质量的影响，设计了一种在3．7μm-4．8μm波段工作的弹载卡塞格林式红外消热差光学系统。利用ANSYS软件分析了整流罩在大气中的受热变形对光学系统成像质量的影响，采用光学被动式消热差法... 为了消除环境温度变化对弹载红外光学系统成像质量的影响，设计了一种在3．7μm-4．8μm波段工作的弹载卡塞格林式红外消热差光学系统。利用ANSYS软件分析了整流罩在大气中的受热变形对光学系统成像质量的影响，采用光学被动式消热差法对光学系统在-40℃-＋65℃范围内进行了温度补偿。设计结果表明，系统MTF在201p／mm时轴外可达0．41以上，不同视场下的弥散斑直径小于一个像元尺寸且系统结构简单。该设计可保证光学系统的像面稳定性，有效提高火控系统对目标探测与识别能力。 展开更多

关键词 红外光学系统 温度补偿 ANSYS软件 消热差设计

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中波红外制冷型光学系统消热差设计 被引量：7

6

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

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中波红外消热差双视场光学系统设计 被引量：14

7

作者 陈吕吉 李萍 +1 位作者 冯生荣 胡海双 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期1-3,8,共4页

介绍了一种切换式双视场红外光学系统设计实例,该系统工作波段为3.7～4.8μm,变倍比为3倍,采用光学被动式消热技术保证系统在-40℃～+60℃温度范围内保持良好的成像质量。该系统具有结构简单、体积小、重量轻、像质高、环境适应性好等... 介绍了一种切换式双视场红外光学系统设计实例,该系统工作波段为3.7～4.8μm,变倍比为3倍,采用光学被动式消热技术保证系统在-40℃～+60℃温度范围内保持良好的成像质量。该系统具有结构简单、体积小、重量轻、像质高、环境适应性好等优点。并用ZEMAX光学设计软件进行了像质评价。 展开更多

关键词 消热差设计 双视场 切换式

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远距型红外消热差物镜设计 被引量：10

8

作者 张鑫 贾宏光 张跃 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期178-183,共6页

介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,将其与远距型物镜模型相结合,得到了光焦度分配方程组,再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合,获得初始的光焦度分配,然后利... 介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,将其与远距型物镜模型相结合,得到了光焦度分配方程组,再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合,获得初始的光焦度分配,然后利用计算机辅助设计进行像差校正。该方法准确、实用。作为应用实例,利用ZEMAX软件分别设计了中波红外和长波红外光学系统,它们的焦距均为100 mm,F数为2.0,远距比达到0.8。环境温度分析结果表明:在-40～60℃范围内,成像质量稳定,调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相吻合。 展开更多

关键词 光学设计 红外光学系统 消热差设计 远距型物镜

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大相对孔径红外消热差物镜设计 被引量：17

9

作者 张鑫 贾宏光 《中国光学》 EI CAS 2011年第4期374-379,共6页

研究了大相对孔径光学系统的设计方法,讨论了光学设计初始的光焦度分配计算,设计了F数为0.9的大相对孔径红外消热差物镜。建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,结合光学系统的结构型式和所选择的光学材料组合,获得了初始的... 研究了大相对孔径光学系统的设计方法,讨论了光学设计初始的光焦度分配计算,设计了F数为0.9的大相对孔径红外消热差物镜。建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型,结合光学系统的结构型式和所选择的光学材料组合,获得了初始的光焦度分配,利用计算机辅助优化设计完成了像差校正。环境温度分析表明,在-40～60℃,该物镜成像质量稳定,调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相符合。 展开更多

关键词 光学设计 红外光学系统 消热差设计 大相对孔径

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新型长波红外折衍混合消热差系统 被引量：10

10

作者 郜洪云 陈梦苇 +2 位作者 杨应平 陈彻 郑盼 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2143-2146,共4页

为了提高大靶面高分辨率光学系统的性能,基于衍射元件独特的温度特性以及热补偿理论,设计了工作波段为8-12μm、视场角为16°、F/#为1.9、后工作距为133 mm的新型折衍混合消热差系统.系统采用三片式结构,使用锗和硒化锌两种常用的... 为了提高大靶面高分辨率光学系统的性能,基于衍射元件独特的温度特性以及热补偿理论,设计了工作波段为8-12μm、视场角为16°、F/#为1.9、后工作距为133 mm的新型折衍混合消热差系统.系统采用三片式结构,使用锗和硒化锌两种常用的红外材料,仅引入一个二次非球面和一个衍射面,使系统具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点.实验结果表明：系统在较大视场内成像质量接近衍射极限,且在-30℃～70℃温度范围内性能稳定,适用于像元尺寸为35μm,像元数为640×480的现代非制冷型焦平面阵列探测器,从而实现了消热差设计. 展开更多

关键词 光学设计 消热差设计 折衍混合系统 红外光学系统

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一种紧凑的红外消热差光学系统 被引量：15

11

作者 陈吕吉 冯生荣 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期203-205,共3页

介绍了温度变化对红外光学系统的影响。仅用硅和锗两种常用红外材料,设计了三片折射式消热差红外光学系统。设计结果表明,在-40～+60℃温度范围内,具有良好的消热差作用,成像质量接近衍射限,且具有结构简单、体积小、成本低等优点,可应... 介绍了温度变化对红外光学系统的影响。仅用硅和锗两种常用红外材料,设计了三片折射式消热差红外光学系统。设计结果表明,在-40～+60℃温度范围内,具有良好的消热差作用,成像质量接近衍射限,且具有结构简单、体积小、成本低等优点,可应用于军事或空间红外光学系统。 展开更多

关键词 红外光学系统 热效应 消热差设计

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折/衍混合红外光学系统无热设计 被引量：7

12

作者 梁玲 张良 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z2期120-124,共5页

论述了衍射光学元件的环境温度特性实现光学消热差和消色差的原理和设计方法。给出了3～5μm波段,焦距70.3 mm,F数为2的在-40～60℃温度范围内实现消热差的折衍混合红外光学系统的设计方法和评价结果,同时为了比较设计了一个与折衍混合... 论述了衍射光学元件的环境温度特性实现光学消热差和消色差的原理和设计方法。给出了3～5μm波段,焦距70.3 mm,F数为2的在-40～60℃温度范围内实现消热差的折衍混合红外光学系统的设计方法和评价结果,同时为了比较设计了一个与折衍混合系统性能参数一样的全折射系统,比较结果发现折衍混合系统比全折射系统具有更优良的光学性能。它能减小色差,成像质量高,体积小、重量轻,并且在要求的温度范围内性能稳定,使得衍射光学元件在光学领域中有更广泛的应用。 展开更多

关键词 光学设计 衍射光学元件 消热差设计

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无热化保形光学系统设计

13

作者 武伟 潘国庆 孙金霞 《航空兵器》 2016年第1期55-59,共5页

为消除温度变化对像质的影响,根据消热差条件选取锗、硫化锌和硒化锌三种材料,利用衍射元件特殊的光热特性,设计了折/衍混合消热差的红外保形光学系统,通过优化整流罩内表面和固定校正板校正像差。软件分析结果表明,该系统在-40~60℃温... 为消除温度变化对像质的影响,根据消热差条件选取锗、硫化锌和硒化锌三种材料,利用衍射元件特殊的光热特性,设计了折/衍混合消热差的红外保形光学系统,通过优化整流罩内表面和固定校正板校正像差。软件分析结果表明,该系统在-40~60℃温度变化范围内,各个视场的光学传递函数在17 lp/mm处大于0.45,满足消热差和校正像差要求。 展开更多

关键词 保形光学 消热差设计 Wassermann-Wolf方程 折/衍混合结构

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一种紧凑型红外光学系统设计 被引量：10

14

作者 刘瑞奇 陈星明 赵家琪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期419-422,共4页

介绍了制冷型红外成像光学系统设计初始结构的选择方法，采用折反射光学系统结构，设计了一种紧凑型红外光学系统，实现总长／焦距比为0．59，在-40～60℃温度范围内，具有良好的消热差作用，成像质量接近衍射限，具有结构紧凑、体积小... 介绍了制冷型红外成像光学系统设计初始结构的选择方法，采用折反射光学系统结构，设计了一种紧凑型红外光学系统，实现总长／焦距比为0．59，在-40～60℃温度范围内，具有良好的消热差作用，成像质量接近衍射限，具有结构紧凑、体积小等优点，可满足红外成像导引头的使用要求。 展开更多

关键词 折反射红外系统 消热差设计 光学设计

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90°离轴角红外滚仰式导引头光学系统 被引量：11

15

作者 张鑫 贾宏光 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期143-147,共5页

介绍了一种光机一体化结构的滚仰式红外导引头光学系统。光学系统的部分组件通过四块反射镜嵌入万向节支架，万向节支架由Nx360°运动的滚转框架和±90°运动的俯仰框架组成，双框架结构进行滚仰式运动，使光学系统具有前... 介绍了一种光机一体化结构的滚仰式红外导引头光学系统。光学系统的部分组件通过四块反射镜嵌入万向节支架，万向节支架由Nx360°运动的滚转框架和±90°运动的俯仰框架组成，双框架结构进行滚仰式运动，使光学系统具有前半球的观察；现场。光学系统为二次成像结构，由前组一次成像物镜、中继镜和后组倒像物镜三部分构成。由于导引头内部存在大的热梯度，前组需要单独消热差，而中继和后组共同消热差。利用热差互补原理的消热差设计方法获得各个透镜初始的光焦度，再由ZEMAX光学设计软件进行像差校正。分析结果表明，当环境热沉浸温度或热梯度温度从-40～80℃变化时，成像质量保持稳定，调制传递函数（MTF）接近衍射极限。光学系统满足光、机、热一体化设计要求。 展开更多

关键词 滚仰式导引头 红外光学系统 90°离轴角 消热差设计

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衍射光学元件在红外成像光学系统中的应用 被引量：7

16

作者 刘瑞奇 陈星明 赵家琪 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第6期327-330,共4页

介绍了衍射光学元件的优点,并举例说明衍射光学元件在监控、火控、无人机侦察等红外光学系统中的应用,给出了一个红外光学系统设计实例,在设计中使用了衍射光学元件,以补偿温度变化所产生的影响,通过与没使用衍射光学元件的红外光学系... 介绍了衍射光学元件的优点,并举例说明衍射光学元件在监控、火控、无人机侦察等红外光学系统中的应用,给出了一个红外光学系统设计实例,在设计中使用了衍射光学元件,以补偿温度变化所产生的影响,通过与没使用衍射光学元件的红外光学系统的成像质量比较,表明使用衍射光学元件可以消除温度的影响,使系统在较大的温度范围内保持比较好的成像质量,可以满足军用光学系统的使用要求。 展开更多

关键词 衍射光学元件 折/衍混合光学系统 消热差设计

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