红外光学系统的无热化设计 被引量：24

1

作者 孟庆超 潘国庆 +1 位作者 张运强 姜成舟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S2期723-727,共5页

介绍了无热化在红外光学系统中的作用和意义,分析了温度对红外光学系统的影响,描述了目前无热化设计的方法。采用了常用的光学材料和球面透镜实现了无热化设计,试验证明了光学系统在-45^+60℃范围内保持良好成像。

关键词 无热化 红外光学系统 成像质量

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双视场/双色红外消热差光学系统设计 被引量：15

2

作者 贾永丹 付跃刚 +1 位作者 刘智颖 王志坚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期638-641,共4页

双色红外光学系统能够同时获取长波红外与中波红外的波段信息,有利于目标的搜索和识别.本文针对红外热像仪的需求,对双视场/双色红外光学系统进行了设计.实现了4.4～5.4μm/7.8～8.8μm双波段同时清晰成像,在F#为2.68情况下,通过切换变... 双色红外光学系统能够同时获取长波红外与中波红外的波段信息,有利于目标的搜索和识别.本文针对红外热像仪的需求,对双视场/双色红外光学系统进行了设计.实现了4.4～5.4μm/7.8～8.8μm双波段同时清晰成像,在F#为2.68情况下,通过切换变倍组完成9°×6.75°/3°×2.25°双视场转换.通过红外材料与光焦度的合理分配实现了折射式被动消热差设计.设计结果表明,系统在-40℃～+60℃工作温度下,像面稳定、像质优良,能够满足红外热像仪的使用需求. 展开更多

关键词 光学设计 双视场 双色红外 消热差光学系统

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可见光折/衍射混合光学系统消热差设计 被引量：10

3

作者 王茜 许士文 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1595-1598,共4页

由于一些可见光折衍射混合光学系统结构复杂,光学材料种类繁多且光热性能差异大,不能像红外系统那样通过解消色差、消热差方程组得到初始结构。通过分析衍射光学元件的温度特性,采取使用衍射光学元件先消色差再消热差的方法,完成了可见... 由于一些可见光折衍射混合光学系统结构复杂,光学材料种类繁多且光热性能差异大,不能像红外系统那样通过解消色差、消热差方程组得到初始结构。通过分析衍射光学元件的温度特性,采取使用衍射光学元件先消色差再消热差的方法,完成了可见光波段遥感物镜的消热差设计。系统在20℃-10℃范围内成像质量均保持良好,调制传递函数下降范围在6％之内。设计结果表明利用衍射光学元件的混合光学设计使系统结构简单化,并在要求的温度范围内性能稳定。 展开更多

关键词 应用光学 消热差设计 衍射光学元件 混合光学系统 可见光波段

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两片式远距结构消热差红外物镜 被引量：6

4

作者 张鑫 乔彦峰 +2 位作者 朱明超 何锋赟 贾宏光 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期242-247,共6页

为解决光学消热差技术镜片多且结构复杂的问题,提出了一种两片式远距结构消热差光学设计方法。该光学系统由前折衍混合正透镜和后负透镜组成,衍射面补偿系统的大部分色差和小部分热差,剩余色差和热差由负透镜平衡。设计了用于非制冷红... 为解决光学消热差技术镜片多且结构复杂的问题,提出了一种两片式远距结构消热差光学设计方法。该光学系统由前折衍混合正透镜和后负透镜组成,衍射面补偿系统的大部分色差和小部分热差,剩余色差和热差由负透镜平衡。设计了用于非制冷红外探测器的长波红外物镜,焦距为120mm,F数为1.2,远距比为0.9。调制传递函数（MTF）的设计值接近衍射极限,轴上30lp/mm处MTF的实测结果优于0.45,成像质量优良。环境温度实验测试结果表明,-40℃～60℃温度范围内,靶标边缘锐利,无温度离焦。两片式远距结构消热差红外物镜适用于机载或弹载的轻量化光电系统。 展开更多

关键词 光学设计 消热差设计 红外光学系统 两片式结构 远距式结构

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红外光学系统无热化效果评估系统设计 被引量：2

5

作者 张运强 潘国庆 李福巍 《航空科学技术》 2011年第3期55-57,共3页

红外光学系统无热化效果评估,需采用光学检测的方法对被测系统在不同温度情况下的焦点位置偏移和像点质量变化进行测试。本文介绍了一种中波红外光学系统无热化评估系统的工作原理及结构形式,并给出了高低温箱温度效应、红外窗口凝霜、... 红外光学系统无热化效果评估,需采用光学检测的方法对被测系统在不同温度情况下的焦点位置偏移和像点质量变化进行测试。本文介绍了一种中波红外光学系统无热化评估系统的工作原理及结构形式,并给出了高低温箱温度效应、红外窗口凝霜、红外显微物镜设计等技术难点的解决方案。最终的评估效果表明,系统设计满足使用要求。 展开更多

关键词 无热化评估 红外光学系统 像质分析 中波红外

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无调焦非制冷红外光学系统的无热化设计 被引量：8

6

作者 崔莉 赵新亮 +2 位作者 李同海 田海霞 吴海清 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第4期187-190,共4页

论述了通过景深分析和无热化设计实现无调焦光学系统的原理。基于长波大面阵(640×512)非制冷探测器,设计了同时适应物距变化(15 m～100 m)及温度变化(-55℃～+70℃)的无热红外光学系统,焦距33 mm,F数1.3。设计结果表明,该系统在宽... 论述了通过景深分析和无热化设计实现无调焦光学系统的原理。基于长波大面阵(640×512)非制冷探测器,设计了同时适应物距变化(15 m～100 m)及温度变化(-55℃～+70℃)的无热红外光学系统,焦距33 mm,F数1.3。设计结果表明,该系统在宽温度范围内具有良好的消热差性能,并且完全覆盖目标物距范围,从而实现了无调焦的要求,提高了系统操作性和可靠性。 展开更多

关键词 景深 衍射元件 无热化 非制冷红外光学系统

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双层谐衍射红外消热差系统设计 被引量：2

7

作者 张欣婷 安志勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1524-1527,共4页

考虑到消像差和消热差,在谐衍射的基础上提出了双层谐衍射透镜的概念.采用Ge和AMTIR I两种红外材料组成的三片式折衍射混合结构设计了工作于3~5μm和8~12μm双波段、F/#为1.2的大相对孔径红外消热差光学系统.该系统在(-40^+60)℃范围内... 考虑到消像差和消热差,在谐衍射的基础上提出了双层谐衍射透镜的概念.采用Ge和AMTIR I两种红外材料组成的三片式折衍射混合结构设计了工作于3~5μm和8~12μm双波段、F/#为1.2的大相对孔径红外消热差光学系统.该系统在(-40^+60)℃范围内性能稳定,适用于像元尺寸25μm,像元数640×480的凝视式双波段焦平面阵列探测器,可在2km时分辨3m范围的目标.它既保留了普通衍射透镜的独特性能,又可以在一系列分离的波长处获得相同的光焦度,且大幅度提高各波段的衍射效率. 展开更多

关键词 光学设计 双波段 大相对孔径 双层谐衍射 消热差光学系统

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红外光学系统无热化设计方法的研究 被引量：55

8

作者 王学新 焦明印 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期129-133,共5页

无热化设计是利用不同手段消除环境温度变化对光学系统性能的影响。针对红外光学系统,提出一种光学被动式无热化设计方法。从单个透镜出发,列出透镜组的消热差方程组,通过笛卡尔坐标系描绘出常用红外材料的消热差系数和消色差系数,使用... 无热化设计是利用不同手段消除环境温度变化对光学系统性能的影响。针对红外光学系统,提出一种光学被动式无热化设计方法。从单个透镜出发,列出透镜组的消热差方程组,通过笛卡尔坐标系描绘出常用红外材料的消热差系数和消色差系数,使用图解方法求得红外材料的合理组合,同时得到归一化的组合光焦度分配。最后用实例说明光学被动式无热化设计的求解过程,并通过光学设计软件对结果进行分析,说明该设计结果在-40℃～+60℃温度范围内均满足消热差和像差要求。 展开更多

关键词 无热化设计 光学被动式无热化设计 红外光学系统

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光学系统无热化设计在空空导弹上的应用研究 被引量：12

9

作者 张运强 《航空兵器》 2006年第3期27-29,36,共4页

介绍了光学系统无热化设计的必要性,以及国内外常用的光学系统主动式无热化技术、被动式无热化技术的原理和特点。结合空空导弹光学系统的特点分析,并根据国内无热化技术的发展状况,提出了空空导弹光学系统引入双金属补偿式的无热化设... 介绍了光学系统无热化设计的必要性,以及国内外常用的光学系统主动式无热化技术、被动式无热化技术的原理和特点。结合空空导弹光学系统的特点分析,并根据国内无热化技术的发展状况,提出了空空导弹光学系统引入双金属补偿式的无热化设计的方法。 展开更多

关键词 无热化 光学系统 空空导弹 热效应

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折/衍混合红外物镜超宽温度消热差设计 被引量：11

10

作者 陈潇 杨建峰 +3 位作者 马小龙 白瑜 何佶珂 何建伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期79-82,共4页

利用折/衍混合透镜实现了超宽温度范围内的光学被动式消热差设计,系统工作波段为8～12μm,全视场角为9.15°,焦距为100 mm,相对孔径为1/1.5,总长为128 mm,后工作距为10.5 mm。使用了锗和硒化锌两种材料,采用三片透镜,衍射面和偶次... 利用折/衍混合透镜实现了超宽温度范围内的光学被动式消热差设计,系统工作波段为8～12μm,全视场角为9.15°,焦距为100 mm,相对孔径为1/1.5,总长为128 mm,后工作距为10.5 mm。使用了锗和硒化锌两种材料,采用三片透镜,衍射面和偶次非球面的引入,不但能够消除热差,而且使得结构简单、轻量化,很好地提高了成像质量。设计结果表明:在-80～160℃温度范围内,空间频率为12.5 lp/mm处,各个温度下的MTF值均大于0.6,接近于衍射极限,成像质量良好,实现了消热差设计。该系统适用于像元尺寸为40μm,像元数为320×240的非制冷红外焦平面阵列探测器。 展开更多

关键词 消热差 衍射光学元件 非球面 红外光学系统

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一种折反二次成像式长波无热化光学系统设计 被引量：6

11

作者 项建胜 潘国庆 张运强 《红外技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期644-647,共4页

介绍了一种长波无热化光学系统,利用反射元件与折射元件光热效应相抵消的原理,实现了无热化设计。反射系统采用卡式结构形成一次像点,折射系统将一次像点最终成像在焦平面上。该系统在不采用衍射元件下实现了良好的无热化效果。

关键词 折反系统 二次成像 无热化光学系统

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大相对孔径超紧凑型红外光学系统设计 被引量：5

12

作者 顿雄 金伟其 王霞 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期204-209,共6页

针对目前低成本、小型化、长焦距非制冷热成像系统要求光学系统具有成像质量高、相对孔径大、结构尺寸小、温度适应性广的特点，在对多种实现超紧凑型光学系统结构的分析比较基础上，选用折反式结构，设计了一种大相对孔径超紧凑型红外... 针对目前低成本、小型化、长焦距非制冷热成像系统要求光学系统具有成像质量高、相对孔径大、结构尺寸小、温度适应性广的特点，在对多种实现超紧凑型光学系统结构的分析比较基础上，选用折反式结构，设计了一种大相对孔径超紧凑型红外光学系统。该光学系统的相对孔径达到了1／0．89，远射比达到了0．67。结合该光学系统的结构特点，仅使用Ge材料即实现了～40℃～60℃温度范围内的被动无热化设计。采用杂散光分析软件对系统进行了杂散光分析，提出了合理的杂散光抑制措施。设计分析结果表明：该光学系统在工作温度范围内像质优良（其在不同环境温度下的调制传递函数均接近衍射限）、体积结构紧凑，杂散光可控，可满足小型化、长焦距非制冷热成像系统的使用需求。 展开更多

关键词 光学设计 大相对孔径 无热化 折反射式光学系统

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层状火焰中透镜效应的理论研究

13

作者 夏守之 是度芳 邓开发 《武汉化工学院学报》 2001年第3期89-92,共4页

燃烧场的温度与浓度的准确和及时测量是一个非常重要而又较棘手的问题 ,通过激光全息照片获取信息来间接测量目前是最好的方法之一 .为了得到高质量的照片必须研究层状火焰的透镜效应 .通过研究缝型燃烧器中预混气体燃烧气流形成层状结... 燃烧场的温度与浓度的准确和及时测量是一个非常重要而又较棘手的问题 ,通过激光全息照片获取信息来间接测量目前是最好的方法之一 .为了得到高质量的照片必须研究层状火焰的透镜效应 .通过研究缝型燃烧器中预混气体燃烧气流形成层状结构 ,建立了其分界面的模拟曲面方程 ,通过对燃烧气流的光透射率和厚度灵敏因子的计算和测试 ,对所设计的膜系结构的各个膜层的膜层厚度进行修正 ,得到精确的火焰透镜焦距 ;然后引进光学材料的规化热差系数 T和规化色差系数 C,建立了无热差光学系统的方程 。 展开更多

关键词 层状结构 光透射率 透镜效应 无热差光学系统

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基于被动无热化技术的红外双波段系统

14

作者 赵翠玲 刘炳臣 马萄 《舰船科学技术》 北大核心 2012年第12期I0048-I0051,共4页

由于双色探测器技术逐步成熟，因此设计一种易于实现工程化、结构简单及可靠性高的红外双波段光学系统就显得日益迫切。在分析现有红外光学材料、加工能力和镀膜技术等条件的情况下，通过应用光学被动无热化技术，宽波段消色差理论，设... 由于双色探测器技术逐步成熟，因此设计一种易于实现工程化、结构简单及可靠性高的红外双波段光学系统就显得日益迫切。在分析现有红外光学材料、加工能力和镀膜技术等条件的情况下，通过应用光学被动无热化技术，宽波段消色差理论，设计出了一种简单、紧凑、可靠的红外双波段光学系统。系统通过Znse，ZnS和Ge三种普通红外光学材料的运用实现了在-45℃～＋71℃范围内的被动无热化全折射红外双波段光学系统设计。在16 lp／mm时，全温度范围内系统调制传递函数接近衍射极限，畸变小于5％，并且焦移量控制在微米量级，满足高精度红外双波段光学系统的技术要求。 展开更多

关键词 光学设计 双波段 被动无热化 红外光学系统

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实现复消色差的超常温混合红外光学系统 被引量：13

15

作者 宋岩峰 邵晓鹏 徐军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期6298-6303,共6页

讨论了利用二元光学元件实现红外光学系统消热差的原理和方法,分析了二元光学元件的色散特性及其在校正二级光谱中的优越性,给出了实现复消色差和超常温消热差的混合红外光学系统设计实例.该系统焦距100 mm,相对孔径1/2,视场角6°,... 讨论了利用二元光学元件实现红外光学系统消热差的原理和方法,分析了二元光学元件的色散特性及其在校正二级光谱中的优越性,给出了实现复消色差和超常温消热差的混合红外光学系统设计实例.该系统焦距100 mm,相对孔径1/2,视场角6°,工作波段8—11μm;采用了两种最常用的硅和锗材料,共三片,结构简单.在-80—200℃的超宽温度范围内,成像质量稳定并达到衍射极限,约在系统0.7孔径处轴向像差曲线基本相交于一点,实现了系统的复消色差. 展开更多

关键词 红外光学系统设计 消热差 复消色差 折射/衍射混合光学系统

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二次成像光学被动无热化设计 被引量：15

16

作者 罗金平 王合龙 +1 位作者 刘欣 潘枝峰 《电光与控制》 北大核心 2012年第4期85-88,共4页

介绍光学被动无热化设计的原理,对二次成像系统进行热离焦分析,提出一种使物镜组和中继镜组无热化,从而实现二次成像系统无热化设计的方法。研究由三种材料4片透镜构成的镜组无热化的图解法并给出详细设计步骤。采用Ge、ZnS和CdTe三种... 介绍光学被动无热化设计的原理,对二次成像系统进行热离焦分析,提出一种使物镜组和中继镜组无热化,从而实现二次成像系统无热化设计的方法。研究由三种材料4片透镜构成的镜组无热化的图解法并给出详细设计步骤。采用Ge、ZnS和CdTe三种常用的红外材料,设计一个长波二次成像光学系统。设计结果表明该系统在-60～70℃的温度范围内,具有良好的消热差、消色差性能。 展开更多

关键词 红外光学设计 光学被动无热化 二次成像

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红外光学系统中心偏差及装调方法研究分析

17

作者 尤宏波 李星 +2 位作者 范翔 杨栋梁 彭燕鸿 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1641-1648,共8页

光学系统的装调是决定光学系统成像性能的关键因素,所以对于光学系统装调技术的要求日益增加。在红外光学系统中,中心偏差是光学系统成像质量决定性因素。为了保证镜头组件为共轴光学系统,倾斜偏心与水平偏心应调至最小。本文简述了红... 光学系统的装调是决定光学系统成像性能的关键因素,所以对于光学系统装调技术的要求日益增加。在红外光学系统中,中心偏差是光学系统成像质量决定性因素。为了保证镜头组件为共轴光学系统,倾斜偏心与水平偏心应调至最小。本文简述了红外中心偏差出现的原因及几种测量方法,并分析了中波无热化镜头的权重因子,重新设计了中波无热化镜头的机械结构。最后介绍了一种基于红外中心偏测量仪的中波无热化镜头的装调方法。 展开更多

关键词 中心偏差 偏心测量 中波无热化镜头 光学系统装调

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