中波红外消热差双视场光学系统设计 被引量：14

1

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

2

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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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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长波红外反远距物镜光学被动消热差设计 被引量：3

4

作者 高明 刘刚 吕宏 《西安工业大学学报》 CAS 2015年第2期94-100,共7页

为满足非制冷红外光学系统相对孔径大、长后工作距、温度适应性强的性能要求,采用反远距系统结构形式,设计了工作波段为8~12μm,F/#为2.5,全视场角为7.2°,焦距为100mm的长波红外物镜.通过光学被动式消热差方式,匹配光学材料及分配... 为满足非制冷红外光学系统相对孔径大、长后工作距、温度适应性强的性能要求,采用反远距系统结构形式,设计了工作波段为8~12μm,F/#为2.5,全视场角为7.2°,焦距为100mm的长波红外物镜.通过光学被动式消热差方式,匹配光学材料及分配透镜光焦度,完成了红外物镜在-40^+65℃温度范围内的消热差设计,并对红外物镜的像质进行分析.仿真结果表明:不同温度下,系统各个视场内调制传递函数在奈奎斯特频率17lp·mm-1处均高于0.4,达到衍射极限,单个像元内能量均达到85%.系统整体无温度离焦,成像质量良好、结构紧凑,且适用于像元尺寸为30μm×30μm、像元数为320×240非制冷焦平面阵列探测器. 展开更多

关键词 长波红外 反远距物镜 消热差设计 像面离焦

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红外双波段共光路消热差光学系统设计 被引量：1

5

作者 王少白 宋璐 黄辰旭 《河南科技》 2023年第8期9-13,共5页

【目的】为实现中长波双波段红外探测,同时满足系统轻小化要求,本研究设计一套红外双波段共光路消热差光学系统。【方法】该系统采用透射式共光路结构,使用锗、硒化锌和硫系玻璃等材料的组合来满足被动消热差要求。光学系统焦距为200 mm... 【目的】为实现中长波双波段红外探测,同时满足系统轻小化要求,本研究设计一套红外双波段共光路消热差光学系统。【方法】该系统采用透射式共光路结构,使用锗、硒化锌和硫系玻璃等材料的组合来满足被动消热差要求。光学系统焦距为200 mm、F/#为2,工作波段覆盖范围为3~5μm、8~10μm,达到100%冷光阑效率。【结果】像质评价结果表明,该系统的调制传递函数在空间频率16l p/mm处的值大于0.5,在-55~+70℃宽温度范围内成像良好。该系统结构紧凑,总长度不超过120 mm。【结论】该共光路实现无热化和小型化的设计要求,具有一定的工程应用前景。 展开更多

关键词 红外光学系统 消热差设计 双波段 共光路

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无热化大相对孔径星敏感器光学系统设计 被引量：9

6

作者 汤天瑾 《航天返回与遥感》 2011年第3期36-42,共7页

提出了一种大相对孔径轻小型光学系统的设计方案,给出了设计方案及热分析结果。光学系统工作谱段500～800nm,视场角9°,相对孔径1/1.2,光学系统设计结果良好,弥散斑直径在两个像元尺寸之内,能够满足光学系统对能量集中度和弥散斑的... 提出了一种大相对孔径轻小型光学系统的设计方案,给出了设计方案及热分析结果。光学系统工作谱段500～800nm,视场角9°,相对孔径1/1.2,光学系统设计结果良好,弥散斑直径在两个像元尺寸之内,能够满足光学系统对能量集中度和弥散斑的要求。基于光学热补偿理论对光学系统进行了无热化分析和消热设计。通过分析不同温度下的传递函数和能量集中度曲线,可以看出在-10℃～40℃温度范围内系统性能稳定,基本实现无热化。 展开更多

关键词 星敏感器 大相对孔径 光学设计 消热设计

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一种紧凑的红外消热差光学系统 被引量：15

7

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

8

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

9

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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双波段透射式红外无热化光学系统设计 被引量：1

10

作者 黄辰旭 《河南科技》 2023年第18期9-13,共5页

【目的】随着光电探测技术的发展,双波段探测技术在识别伪装、消除干扰等方面的优势越来越明显。双波段共光路无热化红外光学系统设计成为机载光电领域发展的关键。【方法】该系统采用锗、硫化锌、IG4和硒化锌这4种材料,并搭配合适的正... 【目的】随着光电探测技术的发展,双波段探测技术在识别伪装、消除干扰等方面的优势越来越明显。双波段共光路无热化红外光学系统设计成为机载光电领域发展的关键。【方法】该系统采用锗、硫化锌、IG4和硒化锌这4种材料,并搭配合适的正负光焦度,利用不同材料与铝的热膨胀系数存在的差异来实现消热差。【结果】该系统的焦距为320 mm、F数为2、工作波段为3~5μm和8~12μm,在-55~70℃的宽温范围内,该系统的MTF大于0.4(21 lp/mm)。【结论】该系统为实现双波段红外光学系统的小型化、轻量化提供了参考,并在机载光电探测设备中得到广泛应用。 展开更多

关键词 红外光学系统 消热差设计 双波段 共光路

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一种紧凑型红外光学系统设计 被引量：10

11

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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双波段昼夜大视场光学系统设计与实现

12

作者 权贵秦 王立鹏 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第10期775-779,共5页

针对多层次伪装手段及不同波段下目标的不同细节的情况,结合可见光和中红外两个波段的特点,设计了可见光和中波红外大视场光学系统.采用共口径形式,可同时接收两个波段的信息,对红外系统在-40^+60℃选用光学被动式消热差.研究结果表明:... 针对多层次伪装手段及不同波段下目标的不同细节的情况,结合可见光和中红外两个波段的特点,设计了可见光和中波红外大视场光学系统.采用共口径形式,可同时接收两个波段的信息,对红外系统在-40^+60℃选用光学被动式消热差.研究结果表明:在视场均为92°下,可见光传递函数在空间频率100lp·mm-1处高于0.35,中波红外传递函数在空间频率20lp·mm-1处达到0.47.整个系统组合体积小,可实现昼夜全天候工作. 展开更多

关键词 大视场 双波段 共孔径 消热差设计

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折衍混合长波红外摄远物镜设计 被引量：2

13

作者 牟蒙 马军 +1 位作者 牟达 米士隆 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2015年第2期1-4,共4页

红外光学系统具有可全天候工作、远距离观察等优势,在军事及民用领域均得到广泛应用。但由于温度对红外系统影响较大,所以需要对其进行消热差设计。依据消热差及色差原理选择适合的透镜材料,利用衍射元件的消热差和色差的特性,设计了波... 红外光学系统具有可全天候工作、远距离观察等优势,在军事及民用领域均得到广泛应用。但由于温度对红外系统影响较大,所以需要对其进行消热差设计。依据消热差及色差原理选择适合的透镜材料,利用衍射元件的消热差和色差的特性,设计了波段为8~12μm,全视场为2ω=6°,焦距为f=100mm,F数为2,温度补偿范围-40℃~60℃的长波红外折衍混合摄远物镜。使用保罗I棱镜来折叠光路,使系统结构紧凑,摄远比达到了0.8。该系统在-40℃~60℃范围内,调制传递函数（MTF）优于0.5,接近衍射极限,成像质量良好。 展开更多

关键词 红外长波摄远物镜 消热差设计 折衍射混合系统 保罗棱镜

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胶粘结固紧调焦镜有限元分析 被引量：7

14

作者 关英俊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1-5,共5页

为了研究调焦镜组件中环形胶层对系统的影响,分析了胶层的建模方法即详细模型和等效刚度模型。采用等效刚度模型对调焦镜组件进行均匀温度变化分析,把计算的面形误差和实际检测结果对比。综合考虑结构粘合剂泊松比、粘结位置、胶层宽度... 为了研究调焦镜组件中环形胶层对系统的影响,分析了胶层的建模方法即详细模型和等效刚度模型。采用等效刚度模型对调焦镜组件进行均匀温度变化分析,把计算的面形误差和实际检测结果对比。综合考虑结构粘合剂泊松比、粘结位置、胶层宽度和胶层厚度等因素对面形误差的影响,提出改进的优化设计方案,并对调焦镜组件进行尺寸稳定性分析,同时考察粘结安装过程中可能出现的偏心现象对系统的影响。计算结果表明:对胶层使用等效刚度模型可以准确反映结构粘合剂的材料属性,优化的粘结方案不仅满足设计要求而且有效防止了偏心粘结造成的胶层分布不均匀对系统的影响。 展开更多

关键词 空间光学 泽尼克多项式 结构粘合剂 等效刚度模型 消热设计

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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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