面向移動端的長波紅外成像系統(tǒng)光學設計.pdf

1、長波紅外光學鏡頭作為紅外探測設備的關鍵組件，承擔著將紅外光信號聚焦到探測器上的重任，其成像功能的強弱在一定程度上決定了紅外設備整體性能的優(yōu)劣程度。目前傳統(tǒng)的長波紅外設備已經廣泛運用到了軍用、工業(yè)和醫(yī)學的相關領域中，這要歸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，但是在民用領域特別是消費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，紅外光學鏡頭的高成本制約了成像系統(tǒng)的廣泛民用。因此研究設計低成本緊湊型移動端長波紅外

2、光學系統(tǒng)的意義廣泛而深遠。
　　本課題工作主要通過Zemax軟件進行模擬仿真，以相關光學設計理論為指導，遵循低成本、小體積、高性能的設計思想，設計移動端長波紅外光學鏡頭。本文主要完成了以下幾方面的內容：
　?。?）設計了傳統(tǒng)的長波紅外光學系統(tǒng)，建立以兩片鍺材料透鏡為基礎的光學模型，此雙透鏡結構只采用一個非球面表面便很好地將像差得到優(yōu)化，成像結果接近衍射極限。
　?。?）將傳統(tǒng)的長波紅外光學系統(tǒng)進行功能上的擴展，設計了可

3、見光和長波紅外雙波段的光學系統(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上進行分析，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；利用折射型結構成功避免了傳統(tǒng)雙波段光學系統(tǒng)由于采用反射結構所帶來的體積大、存在遮攔的問題，使之更適宜用于移動端。
　?。?）設計了一面是菲涅爾面一面是非球面的單透鏡長波紅外光學系統(tǒng)，與傳統(tǒng)多透鏡成像系統(tǒng)相比，在不明顯降低成像質量的同時，降