变焦距共形红外光学系统的设计研究

提出一种双视场共形红外光学系统的设计方法,该光学系统采用二次成像的光学结构形式与轴向移动式的视场变倍方式,在共形窗口的基础上利用变焦原理完成系统的设计。系统主要光学参数F/#为4,变倍比为3∶1,工作波长为3.7～4.8μm,采用椭球型窗口。设计结果表明,系统成像质量良好,并满足100%冷光阑效应。     

大相对孔径长波连续变焦红外光学系统设计

提出一种大相对孔径长波连续变焦红外光学系统的设计方法,利用变焦原理和光学设计软件得到系统结构及其参数。该光学系统在变焦过程中相对孔径可变,F数最小可达0.85。系统主要光学参数F/#为0.85～1,变倍比为4.5∶1,工作波长为8～12 μm,采用384×288元非制冷焦平面探测器。具有分辨率高、像质好、能量利用率高、变焦轨迹平滑等特点,满足工程设计要求。     

一种新型非制冷焦平面双视场红外光学系统

提出了一种新型用于非制冷焦平面探测器的长波红外双视场光学系统,该系统工作波段为8~12 μm,焦距为40~150 mm。采用轴向移动变焦方式,变倍透镜组可实现变倍,调焦及温度补偿功能,简化了系统机电设计,具备结构紧凑、质量轻、便携等优点,并用CodeV光学设计软件进行了像质补偿。     

红外探测器内部颗粒物对图像的影响研究

主要研究了探测器内部颗粒物对焦平面光场分布产生的影响。通过建立相应的理论模型,对探测器内部不同温度、不同位置的颗粒物在焦平面上的形成光场分布进行了仿真计算和对比分析,并进行实验验证。结果表明:探测器内部如有颗粒杂质,可能会严重影响对红外目标的识别,因此应采用措施以保证探测器内部的洁净度,防止颗粒物的产生。     

红外探测器内部颗粒物对图像的影响

在高灵敏度的红外光学系统中,来自系统内部的热辐射是影响系统探测性能的重要因素之一。污染颗粒物通常是杂散辐射的主要来源,除了光学元件的表面污染,探测器内部也会存在污染颗粒物。文中主要研究探测器内部颗粒物对焦平面光场分布产生的影响。根据红外辐射及散射原理建立了相应的理论模型,对探测器内部不同温度、不同位置的颗粒物在焦平面上形成的光场分布进行了仿真计算和对比分析,并进行了实验验证。结果表明,探测器内部如有颗粒杂质,在一定的使用环境下,可在探测器焦面上产生黑斑、白斑、黑点白斑等异常现象,而这些异常光场分布会对场景中的红外目标物产生干扰,造成误判,从而影响对目标的准确识别。因此应采用措施以保证探测器内部的洁净度,防止颗粒物的产生。     

大面阵中波红外连续变焦光学系统设计

针对制冷式大面阵640×512凝视焦平面阵列探测器,设计了一套中波红外连续变焦光学系统。该系统由变焦系统和二次成像系统构成,包括7片透镜和2个反射镜组成的折叠光路。首先,根据变焦原理和专业光学设计软件给出了系统结构及其参数。然后,分析了系统的像质和冷反射效应。最后,验证了系统的性能指标。结果表明:该系统可以实现50～500mm的连续变焦,变焦过程中目标景物始终清晰可见;系统在耐奎斯特频率处的全视场光学传递函数大于0.35,全视场畸变小于2%,无冷反射现象;具有分辨率高、热灵敏度高、像质好、变焦轨迹平滑等特点,基本满足设计要求。     

基于相位补偿的低温光学系统常温装调方法研究

基于对红外光学系统的热分析,提出一种低温光学系统的常温装调方法.在常温装调时为系统引入额外的相位板来补偿低温系统在常温时产生的离焦和表面变形.通过热分析获得离焦量和表面变形数据,设计出合适的相位板进行补偿,从而可以实现低温光学系统在常温环境下的正常装调和测试.     

远程运动点目标探测影响因素分析

红外系统实现远程探测,其影响因素很多,如运动点目标的特性,背景辐射,近场光学辐射,探测器的性能特性。本文从点源目标探测基本原理出发,以深空背景条件下探测大气层外的目标物为例,建立远程目标红外探测距离估算模型,分析了影响探测距离的相关因素,为远程红外系统的指标设计提供理论参考。     

硫系玻璃在红外成像系统应用进展

随着红外热像仪在民用领域的广泛应用,低成本高性能的产品正得到业界的重视。本文主要介绍了硫系玻璃在红外光学设计领域的应用前景。相对于红外领域常用的材料单晶锗,硫系玻璃不但具有低成本,折射率随温度变化小(dn/dt)的特点,而且,由于它是非晶态材料,可以用精密的模压工艺来代替用于晶体材料的单点金刚石车削工艺,其批量加工的成本得到了大幅的降低,产品的稳定性,一致性也得到了明显的提高。     

红外偏振在目标探测识别中的研究进展

简要论述了红外偏振成像技术的特点及其优势,并分类讨论了红外偏振成像系统的结构;随后,重点介绍了红外偏振技术在国内外被应用于目标探测与识别方面的研究进展;最后,基于红外偏振技术的特性,提出了采用圆偏振光进行目标探测识别的概念。