新型红外光学系统的结构特点与技术分析

随着红外探测技术的发展,红外光学系统的作用已不容忽视.在归纳总结传统结构形式的折射式、反射式和折反射式红外光学系统的基础上,分析了现代红外光学系统中离轴三反、二元光学、自适应技术等结构特点,从技术上比较了传统红外光学系统和现代红外光学系统的优缺点,探讨了红外光学系统的发展趋势.对新型红外光学系统的发展具有一定的参考作用.     

新型成像导引头光学系统的消热差设计与评价

环境温度变化对红外光学系统的影响很大,根据弹载红外光学系统工作的特殊性,采用光学被动消热方法,设计了一种新型红外成像导引头,采用回转结构,具有较大跟踪场,设计波段为3~5μm,在-40~60℃范围内实现环境温度补偿,分别对一种传统球面透镜和一种折衍透镜光学系统的结构和性能进行了分析和比较,引入二元面和衍射面,使结构简化,质量减轻,达到了红外成像导引头空间分辨率,0o视场90%弥散斑能量在0.035mm以内,完全满足结构和光学性能要求,是将光学新兴技术与我国国防武器相结合的一次大胆尝试。所设计的结构简单可行,在要求的温度范围内性能稳定。     

衍射光学元件在红外像传感器中的应用研究

针对焦平面红外探测器的结构特点,研究采用微光学阵列的方法,增加其填充因子,缩小探测器受光面积、减小暗电流、改善均匀性,从而提高其探测性能,以达到像传感器性能提高的目的.介绍了采用衍射光学元件优化红外成像系统设计, 实现光学系统的消像差和消热差.该系统折/衍混合光学系统结构简单,元件数目少,重量轻,成像质量好.     

红外圆锥扫描光学系统成像特性的三维分析

红外光学系统是红外空空导弹的重要有机部分,其成像特性对导引头的性能具有极其重要的作用.本文对圆锥扫描光学系统的成像特性进行详细研究,首次利用转换矩阵的方法,推导出目标以及光学系统结构对像平面位置和像点扫描轨迹的影响关系,从理论上完善了圆锥扫描光学系统的原理,最后进行了相应的仿真实验论证.对比仿真结果与真实实物实验,表明该理论比较真实地反映了目标像点的扫描过程.本文对红外导引系统的分析与随后的信号处理具有现实意义.     

光电子技术

O43 2007010313折衍射混合成像光学系统设计/崔庆丰(长春理工大学光电工程学院)//红外与激光工程.―2006,35(1).―12～15,38.讨论了衍射光学元件的特殊成像性质;提出了带宽积分平均衍射效率的概念和应用;给出了作者在国内外完成的几个折衍射混合成像光学系统的应用实例。包括一个用衍射光学元件复消色差的长焦距光学系统,一个仅由两个镜片构成的CMOS相机光学系统和一个较复杂的中等焦距、大孔径、大视场照相系统。该系统突破了传统光学系统在结构、性能、     

红外目标模拟器动态校准系统光学系统设计

基于红外目标模拟器动态校准系统的应用场景,分析了动态校准系统光学系统的设计特点,指出光学系统应选择折反式二次成像光路结构。基于经典的光学系统无热化原理,以光机材料精密搭配与计算为基础细化了该折反式光学系统的无热化方法,基于该方法设计了F/2、焦距370 mm、工作波段3.7~4.8m、总长为182 mm的光学系统,光学系统采用512512、15m15m规格的斯特林制冷式探测器,光学系统在-40~60℃范围内成像质量接近衍射极限。建立了光学系统鬼像和冷反射分析模型,分析结果表明:光学系统杂散光抑制能力较强、性能优异,满足红外目标模拟器动态校准系统在复杂恶劣环境下的使用要求。     

红外跟踪光学系统装调技术

本文简要介绍了红外导引头光学系统的组成及其作用、系统工作原理及光学系统主要装调技术参数和性能。针对与装调性能密切相关的用可见光实现系统装调、系统成象技术状态确立、系统焦面位置确立及光学零件联接方法确定等关键装调技术,作了针对性、实质性的重点论述。实践证明,该技术对装调带滤光片或不带滤光片的红外跟踪光学系统均适用并保证产品获得良好性能,最后,举出一个某型红外导引头光学系统的装调实例。     

红外导引头光学系统的抗干扰设计

文章详细地介绍了某红外导引头所采用的折反式光学系统,并对红外光学系统中产生 的干扰进行了深入的分析与讨论。在此基础上,提出了合理的抗干扰措施,通过对红外导引头光学系统进行光机一体化,进一步提高了系统的总体性能。试验结果表明:该系统有着良好的抗干扰性能,满足总体性能指标要求。     

折/衍混合红外光学系统无热设计

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3～5 μm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.     

衍射光学元件在红外成像光学系统中的应用

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.