面向移動(dòng)端的長波紅外成像系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì).pdf

1、長波紅外光學(xué)鏡頭作為紅外探測設(shè)備的關(guān)鍵組件，承擔(dān)著將紅外光信號聚焦到探測器上的重任，其成像功能的強(qiáng)弱在一定程度上決定了紅外設(shè)備整體性能的優(yōu)劣程度。目前傳統(tǒng)的長波紅外設(shè)備已經(jīng)廣泛運(yùn)用到了軍用、工業(yè)和醫(yī)學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域中，這要?dú)w功于長波紅外探測器在低成本、集成化方面做出的突出貢獻(xiàn)，但是在民用領(lǐng)域特別是消費(fèi)類電子市場依舊未被拓展開，究其原因除了探測器本身的成本外，紅外光學(xué)鏡頭的高成本制約了成像系統(tǒng)的廣泛民用。因此研究設(shè)計(jì)低成本緊湊型移動(dòng)端長波紅外

2、光學(xué)系統(tǒng)的意義廣泛而深遠(yuǎn)。
　　本課題工作主要通過Zemax軟件進(jìn)行模擬仿真，以相關(guān)光學(xué)設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，遵循低成本、小體積、高性能的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)移動(dòng)端長波紅外光學(xué)鏡頭。本文主要完成了以下幾方面的內(nèi)容：
　?。?）設(shè)計(jì)了傳統(tǒng)的長波紅外光學(xué)系統(tǒng)，建立以兩片鍺材料透鏡為基礎(chǔ)的光學(xué)模型，此雙透鏡結(jié)構(gòu)只采用一個(gè)非球面表面便很好地將像差得到優(yōu)化，成像結(jié)果接近衍射極限。
　?。?）將傳統(tǒng)的長波紅外光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行功能上的擴(kuò)展，設(shè)計(jì)了可

3、見光和長波紅外雙波段的光學(xué)系統(tǒng)。為了克服雙波段在材料選擇和體積控制上面所存在的難題，通過在消色差理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，選擇KBr-ZnS作為消色差對成功解決可見/長波紅外雙波段色差難以校正的問題；利用折射型結(jié)構(gòu)成功避免了傳統(tǒng)雙波段光學(xué)系統(tǒng)由于采用反射結(jié)構(gòu)所帶來的體積大、存在遮攔的問題，使之更適宜用于移動(dòng)端。
　?。?）設(shè)計(jì)了一面是菲涅爾面一面是非球面的單透鏡長波紅外光學(xué)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)多透鏡成像系統(tǒng)相比，在不明顯降低成像質(zhì)量的同時(shí)，降