环境温度对光学系统影响的研究及无热系统设计的现状与展望

空间环境温度的变化对在空间环境下使用的光学系统影响很大。针对此类问题，近年来国外逐渐提出了“无热设计”的概念。本文分析了国内外在此领域的历史与现状，并介绍了国外典型的无热设计技术，同时也对我国在此领域的研究前景进行了展望。

弹载卡式红外光学系统消热差设计

为了消除环境温度变化对弹载红外光学系统成像质量的影响,设计了一种在3.7μm～4.8μm波段工作的弹载卡塞格林式红外消热差光学系统。利用ANSYS软件分析了整流罩在大气中的受热变形对光学系统成像质量的影响,采用光学被动式消热差法对光学系统在-40℃～+65℃范围内进行了温度补偿。设计结果表明,系统MTF在20lp/mm时轴外可达0.41以上,不同视场下的弥散斑直径小于一个像元尺寸且系统结构简单。该设计可保证光学系统的像面稳定性,有效提高火控系统对目标探测与识别能力。

基于红外辐射的发动机涡轮叶片温度测量方法综述

介绍了辐射测温技术的基本原理以及研究中的关键问题。归纳了基于红外辐射的发动机涡轮叶片温度测量方法的国内外应用现状,对测量时产生的误差进行了分析,并提出降低误差的措施。指出在环境辐射方面,需要充分考虑燃烧气体和环境表面辐射的影响,建立准确的反射模型,融合算法,矫正辐射干扰误差;在发射率模型方面,应根据具体情况预先建立发射率模型和无发射率模型,结合机器学习等算法提高测量精准度;在光学系统设计方面,需选择合适的光学材料和涂层,增强系统在不同环境下的灵敏度;在数据处理方面,可利用神经网络、遗传算法、约束优化等方法,最大程度减小误差,提高计算精度。