5×光学补偿长波红外连续变焦物镜系统

介绍了一个变倍比5×的长波红外连续变焦物镜系统的设计结果,该系统采用光学补偿的变焦方式.光学系统的F#和探测器的相匹配,恒定为2,冷屏效率100%.对4个视场严格校正了像差,各个视场的MTF曲线均接近衍射限.采用二次成像方式对光学系统的横向尺寸进行了约束,通光孔径被约束在(0)134mm以内.为了进一步减小系统的轴向尺寸,对系统的光路进行了折转.光路折转两次后,系统的体积约为290mm×165mm×140rnm.     

长波红外地平仪的无热化光学系统设计与实现

长波红外地平仪光学系统受空间应用环境的影响很大,环境温度的变化会引起光学系统的离焦效应,通过理论计算长波红外光学系统的温度适用范围,光学设计结果仿真在该温度范围内光学系统的成像质量,实际光机结构设计时考虑到光学系统的离焦补偿,实现长波红外光学系统的无热化设计.     

光学温度补偿红外长波远摄型物镜设计

环境温度变化导致红外光学系统成像质量变差,利用光学材料热特性之间存在的差异,研究了一种光学温度补偿红外长波远摄型物镜设计方法。首先,根据远摄物镜基本结构及远摄比建立含参方程;其次,结合不同材料组合及消热差和消色差方程将前组复杂化,获得初始的光焦度分配。最后,利用ZEMAX光学设计软件进行优化、像差校正,设计实例焦距为100 mm,F数为2.0,远摄比达到0.8,全视场角6°。设计结果在-40℃~60℃范围内,成像质量稳定,焦距变化量小于系统最小焦深,成像质量接近衍射极限。     

投影光刻物镜离焦工作状态分析

本文从投影光刻物镜的工作状态“离焦工作”出发，分析物镜离焦工作对光刻的影响，提出了相应的对策。     

短波红外超光谱成像仪前置物镜的设计

设计了一个短波红外透射式物镜用于超光谱成像仪.用色散公式计算了短波红外常用材料的阿贝数和部分色散数,并按照二级光谱的定义,计算了一些可用于双胶合的材料对.物镜采用Petzval结构,改进了可见光常用的PW设计方法,用于短波红外物镜设计的材料选择和初始结构计算.Petzval结构的物镜不能消除物镜的场曲,在焦面前加入一片平场透镜,用于扩展该物镜的有效视场.最后利用Zemax对系统的高级像差进行校正,获得像质良好的短波红外超光谱成像仪前置物镜.     

红外无热化摄远物镜设计

基于战场环境要求的红外光学系统具有高成像质量、超轻小型化和高温度适应性的特点,针对联合变换相关器对坦克目标进行实时探测跟踪的要求,设计了一种结构紧凑、重量轻、成像质量好和环境适应性强的红外无热化摄远型物镜。针对坦克最大作战距离3km,确定了光学系统的技术参数:f=200mm,F=3,2ω=3.056°,波段8~12μm。比较了当前三种无热技术的优缺点,采用光学被动式方法。设计结果满足在-40~70℃范围内,系统的调制传递函数接近衍射极限。该摄远物镜可用于坦克观瞄镜,满足坦克目标跟踪识别的实际应用要求。     

红外双波段物镜

工作在3至12μm谱区的成像装置、诸如前视红外系统之类的搜索与跟踪系统以及其它类型的光学装置,不是采用反射式物镜系统就是采用折射式物镜系统的。反射式光具的优点是可以在一个宽谱段内工作,然而,反射式光学系统的不足之处是视场有限、体积大,另外,其中心遮断还会限制调制传递函数（MTF）或正弦波响应。     

透射式双波段红外搜索跟踪系统光学物镜

给出了一种适用于红外搜索跟踪系统的透射式双波段(中波/长波)光学物镜,两个波段的相对口径均为1/1.3,工作波段分别为3.7～4.8μm和7.5～10.5μm,视场为±1.75°.为提高光学透过率,物镜采用会聚光路分光,每个波段仅有4片透镜,其中各有2片采用了衍射光学表面,实测两个波段的光学透过率(含分光镜)均大于70%.     

远距型红外消热差物镜设计

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。     

光学被动热补偿方式实现红外与可见光图像融合物镜设计

图像融合的配准精度是关系到图像融合质量的一个重要性能指标。本文所述的红外与可见光图像融合物镜系统采取平行光路布局、光学被动热补偿的方式提高图像融合的配准精度。本文首先分析对比了机械热补偿方式与光学热补偿方式对提高图像配准精度的贡献;其次根据图像融合物镜系统的性能指标对红外物镜和可见光物镜进行光学被动热补偿的优化设计,并分析了对可见光物镜进行光学被动热补偿设计的必要性;第三从光学布局型式及畸变变化来分析图像融合物镜系统的图像配准精度;最后根据图像融合物镜系统的成像质量和图像配准效果,可得出融合图像质量好、能满足指标要求的结论。     

星载红外探测器组件环境适应性分析与性能优选

为满足低等级红外探测器组件在高可靠性领域的空间应用需求,对星载红外探测器组件进行温度循环试验、力学试验以及高温老炼试验等环境试验考核,并基于双积分球式均匀照明系统对环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率进行测试。通过对比环境试验前后红外探测器组件相对光谱响应率变化,分析红外探测器组件的环境适应性,揭示红外探测器组件的质量缺陷及其他潜在缺陷,剔除早期失效,并从参试红外探测器组件中筛选出性能优良的探测器应用在星载偏振扫面仪进行大气偏振探测。试验结果表明:参试的红外探测器组件在环境试验前后具有良好的稳定性和可靠性,可以满足航天载荷应用需求。     

地基红外系统探测空间目标红外星等的分析

地基红外系统探测空间目标的能力与目标辐射特性、背景辐射特性、大气条件、红外光学系统性能、探测器特性等因素密切相关。分析了空间目标在外太空背景下的红外辐射特性,基于满足红外焦平面探测器的最低可探测信噪比,综合考虑空间点目标成像的弥散斑、背景辐射和大气衰减的影响,推导了地基红外探测系统对空间点目标的作用距离估算方程。红外星等用来计算星体在红外波段的亮度,讨论了用红外星等划分空间目标的方法和原理。根据中波和长波计算红外星等的公式,给出了不同温度的空间目标与对应的红外星等的关系。为地基红外探测系统的设计和应用以及探测不同红外星等空间目标的综合性能评价提供了理论依据。     

红外图像模拟中的红外光学系统影响分析

基于红外成像原理对红外图像的模拟进行了分析,指出现有的红外图像模拟方法主要考虑被成像物的辐射能量分布以及红外探测器像元的视场划分,而忽视了热像仪光学系统对红外辐射信号的衍射效应,从而导致模拟的红外图像边界过于清晰与生硬,影响了模拟图像的逼真度.为考虑衍射效应对热图的影响,利用高斯点扩展函数对模拟热图进行卷积处理,结果表明:处理后的模拟红外图像细节更为逼真,有效的解决了模拟红外图像中边界过于明显的问题,在一定范围内提高了模拟红外图像与真实红外图像的相似程度.     

关于红外隐身材料的分析

红外隐身材料技术在红外对抗领域中越来越被人们所重视。本文介绍了对几种红外隐身材料测试的情况,并对隐身材料的测试方法、有关参数及其隐身特性进行分析。     

基于主客观联合评价判据的红外超分辨率重建方法

在红外超分辨率成像应用中,提高主观视觉效果有着很现实的需求.当前基于深度学习的图像超分辨率重建方法大多以客观评价指标为损失函数进行训练和优化,主观评价方法因量化困难而难以应用,为此本文着重研究了主观评价和各种可量化的客观评价指标的相关性,发现相位一致性特征与主观评价结果关联度高.据此设计了基于主客观联合评价的损失函数,应用于红外图像超分辨率重建算法,实验表明,在保持客观质量评价的同时,更好地提高了图像的主观视觉效果.     

中红外激光对红外导引头干扰试验研究

在实验室环境下完成了中红外激光对正交四元和凝视成像型两种红外导引头的干扰试验,验证了不同干扰方式对不同探测体制导引头的干扰效果,分析、总结了实现有效干扰的条件。     

面源红外诱饵对抗红外制导导弹干扰策略研究

面源红外诱饵使用的过程中,合理有效的干扰策略是干扰红外制导导弹的关键,针对这一问题,通过理论分析与仿真模拟相结合得到面源红外诱饵对抗红外制导导弹的干扰策略。首先以红外成像制导导弹为例,介绍红外制导导弹的仿真模型,然后将攻击过程分为锁定前与锁定后,以命中率为评价指标,得到两个阶段下的最佳干扰策略,包括诱饵的最佳释放时机、释放间隔以及载机应采取的机动动作等。     

高原地区不同品牌混合动力公交车适应性分析

针对昆明示范运营的混合动力公交客车,依托昆明市新能源汽车示范运行信息化管理与监控平台,采集同一公交线路上不同品牌混合动力公交客车运行数据,并对运行车辆的油耗数据和故障进行对比分析。结果表明:三种不同品牌混合动力公交客车节油效果比纯柴油公交客车明显;高原环境的差异性和技术条件的不成熟导致混合动力公交客车故障率明显高于纯柴油公交客车;不同品牌混合动力公交客车在该公交线路上的性能存在较大差异。     

基于红外传感器的环锭纺断纱在线检测装置

为了解决环锭纺纱在纺纱过程中细纱断头难以及时发现的问题,提高纺织企业的生产效能,设计了基于红外传感器的环锭纺断纱在线检测装置,装置包括红外传感器、双运算放大器和单片机控制模块。在环锭细纱机上试纺18.2 tex棉纱,利用环锭纺断纱检测装置对纺纱过程中的细纱气圈信号进行在线检测。实验结果表明,装置将细纱气圈信号转换成电信号,再经过单片机控制模块处理判断,准确实现了细纱断纱在线检测。为了验证装置对棉纱的品种适应性,对5.8 tex、9.7 tex、18.2 tex三种纱支的棉纱进行检测。结果表明,装置能够实现对市场上大部分棉纱的断纱在线检测。