制冷型中-長波紅外雙波段全景成像光學系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著全景成像和紅外探測技術的快速發(fā)展，多波段雙視場高分辨率成像光學系統(tǒng)逐步代替單波段單視場低分辨率光學系統(tǒng)，成為當前軍事科學技術研究的熱點。光學系統(tǒng)朝著實時快速地探測目標、精確地追蹤和測量目標發(fā)展，成為當前的主流趨勢。紅外雙波段成像系統(tǒng)可以同時在兩個波段內獲取目標信息，不受復雜背景光的干擾，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;長焦小視場模式用于對目標進行識別、追蹤和瞄準。雙

2、視場兩檔變焦光學系統(tǒng)與連續(xù)變焦光學系統(tǒng)相比，切換速度更加快捷，結構設計更加輕巧簡單，在光路轉換過程中，防止了高速移動目標的信息丟失。
　　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)結構模型設計方案的優(yōu)缺點，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)結構模型設計方案。每一個成像通道的光學系統(tǒng)類型為制冷型中/長波紅外雙波段雙視場光學系統(tǒng)。
　　光學系統(tǒng)的構

3、型設計采用二次成像結構，結合變焦光學系統(tǒng)的高斯理論，計算出了雙視場兩檔變焦光學系統(tǒng)的初始結構參數。設計的光學系統(tǒng)F數為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°雙視場轉換。
　　利用折/衍混合器件及非球面設計技術，采用光學被動式消熱差法對光學系統(tǒng)進行了溫度補償。對制冷型光學系統(tǒng)進行了冷反射分析，對于YNI值小于1的光學表面進行了逆向光學追跡