低公差敏感度的大变倍比极短总长中波红外变焦光学系统设计

目前中波红外变焦系统在大变倍比,长焦距变焦条件下,难以在极短总长的条件下具备较低敏感度。针对这一问题,本文通过合理分配非球面和衍射面,采用独立组元低敏感度设计方法,设计出一套无需折叠光路,总长仅有337 mm的低敏感度中波红外变焦光学系统。通过降低各个组元的像差从而降低系统公差敏感度。该系统具有30倍大变倍比,可实现30~900 mm的长焦距连续变焦。该系统具有变倍比大、长焦距变焦、极短总长以及低敏感度并且全焦距范围内像质良好等优点,在狭小空间目标识别、跟踪、探测等方面,具有较大的应用优势。

大视场大靶面长波无热化光学系统设计

大视场、大靶面、高像质、短总长、无热化,在同一光学系统中,这些优点是相互矛盾的存在。论文采用了反摄远式光学结构,设计了一个波段为8μm~12μm,视场64°×54°,F#=1,总长60mm的红外光学系统,系统采用非制冷型探测器,像元尺寸12μm、像元数1280pixel×1024pixel。系统共5片透镜,采用了三种长波红外材料搭配消热差,分别为硫化锌、硒化锌、IRG206,能够在-30℃~+65℃的工作温度范围之内清晰成像。论文分析了大视场光学系统像面照度不足的问题,推导出了新的像面照度公式,针对该设计,对像面照度进行了仿真,像面照度满足使用要求,系统f-θ曲线误差合理,公差分析满足加工制造要求。