红外光学系统无热化设计的途径

介绍了目前国内常用的主动式无热化技术和国外已成功采用的被动式无热化技术的原理。根据国内的加工工艺水平,分别从3个角度:球面系统光学材料匹配;引入非球面;使用简单的机械辅助结构讨论了从国外引进被动式无热化技术的可能性。经实例设计和大量数据分析得出结论。另外还介绍了目前国内适用于热成像的红外光学材料。     

全反射式红外变焦光学系统设计

针对透射式红外变焦光学系统结构复杂,无热化设计较难等问题,提出全反射式红外变焦光学系统设计。讨论了该光学系统的变焦理论,对反射变焦系统初始结构进行了高斯解分析,给出了其初始结构的计算方法。设计了一离轴三反射镜红外变焦系统,系统焦距为300～600 mm,F数为2.1,工作波段为8～12μm,采用某型非制冷长波红外探测器,截止频率为14 lp/mm,系统变焦过程近似线性连续,像面稳定,像质良好。     

红外光学系统无热化设计与变焦距镜头的关系

建立了红外光学系统无热化设计与变焦距镜头的关系，即可把红外光学系统无热化设计过程看成是广义变焦过程，介绍了设计广义变焦距镜头的过程，并进行了相关的理论推导，设计广义变焦距镜头的过程可分为以下四个步骤；（1）在常温下的满足像质要求的系统内设定变焦位置，（2）建立不同温度状态下的玻璃库；（3）建立不同变焦位置的联系；（4）温度分析与加入消除热效应因素。     

使用简单机械结构实现红外光学系统无热化

为了介绍简单机械结构实现红外光学系统无热化的原理和方法,首先简单比较了国内外进行红外光学系统无热化设计的三种方法,然后给出了在红外3～5μm波段、3°视场范围和-40～60℃工作温度范围下经过无热化设计后的系统设计结果。结果表明,使用简单机械结构,不仅能在较大视场和较宽的工作温度范围内获得接近衍射极限的成像质量,而且系统结构简单,工作可靠。     

前视红外成像系统MTF与MRTD关系的计算

作为评价红外成像系统性能的重要指标,MTF与MRTD之间存在着相互影响、相互制约的关系.应用红外成像系统理论,从工程实践出发,对以人在回路中方式工作的、前视红外成像系统的MTF与MRTD之间的关系进行了理论分析与计算,得出了在给定系统识别距离、目标特性条件下,两项指标关系的简便计算方法.实验结果表明,利用该计算方法能够较好地预测系统性能,其计算结果可以作为系统总体性能预测的依据.     

面形局部误差对红外光学系统像质的影响

为了说明面形局部误差对红外光学系统像质的影响，简述了影响光学系统像质的因素，详述了透镜面形局部误差要求和瑞利判据的关系，据以推论光学加工和光学装校过程均需要严格控制红外透镜的表面面形局部误差，最后通过实例验证透镜面形局部误差对光学系统像质有决定性影响的结论。