制冷型中-長波紅外雙波段全景成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著全景成像和紅外探測技術(shù)的快速發(fā)展，多波段雙視場高分辨率成像光學(xué)系統(tǒng)逐步代替單波段單視場低分辨率光學(xué)系統(tǒng)，成為當(dāng)前軍事科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。光學(xué)系統(tǒng)朝著實(shí)時快速地探測目標(biāo)、精確地追蹤和測量目標(biāo)發(fā)展，成為當(dāng)前的主流趨勢。紅外雙波段成像系統(tǒng)可以同時在兩個波段內(nèi)獲取目標(biāo)信息，不受復(fù)雜背景光的干擾，從而可以明顯地降低虛警率。雙視場兩檔變焦光學(xué)系統(tǒng)具有兩個視場，短焦大視場模式用于觀察和快速搜索目標(biāo);長焦小視場模式用于對目標(biāo)進(jìn)行識別、追蹤和瞄準(zhǔn)。雙

2、視場兩檔變焦光學(xué)系統(tǒng)與連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)相比，切換速度更加快捷，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加輕巧簡單，在光路轉(zhuǎn)換過程中，防止了高速移動目標(biāo)的信息丟失。
　　針對上述問題，本文采用多鏡頭拼接、空間視場交互部署的全景成像方法，論證了兩種多通道紅外全景成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本文采用方位360°垂軸122°視場的四通道紅外全景成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)方案。每一個成像通道的光學(xué)系統(tǒng)類型為制冷型中/長波紅外雙波段雙視場光學(xué)系統(tǒng)。
　　光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)

3、型設(shè)計(jì)采用二次成像結(jié)構(gòu)，結(jié)合變焦光學(xué)系統(tǒng)的高斯理論，計(jì)算出了雙視場兩檔變焦光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)F數(shù)為2，工作波段為中波3.5～4.8μm、長波7.8～9.8μm，雙視場兩檔焦距之比為5，通過軸向移動變倍組可以完成122°/44.49°雙視場轉(zhuǎn)換。
　　利用折/衍混合器件及非球面設(shè)計(jì)技術(shù)，采用光學(xué)被動式消熱差法對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償。對制冷型光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了冷反射分析，對于YNI值小于1的光學(xué)表面進(jìn)行了逆向光學(xué)追跡