可見光、中-長波三波段連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、三波段連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合三波段、連續(xù)變焦系統(tǒng)兩者優(yōu)勢于一身，既能夠晝夜探索，準(zhǔn)確全面地獲取目標(biāo)信息，同時具有探測范圍大、快速搜索、連續(xù)觀測目標(biāo)的優(yōu)勢。目前國內(nèi)外通常是對可見與紅外波段光學(xué)系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)計，然后組合成為多波段變焦光學(xué)系統(tǒng)，這就導(dǎo)致系統(tǒng)一般體積龐大。同時當(dāng)物體被掩蔽、偽裝、煙霧滋擾、日夜更替，而進(jìn)行光路和波段轉(zhuǎn)換時，需要重新開始切換焦距、探索并觀察目標(biāo)，這就導(dǎo)致耗時長、系統(tǒng)反應(yīng)慢，可能會丟失快速運(yùn)動的目標(biāo)。另外，對于不同焦

2、距范圍的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)由一路光向另一路光轉(zhuǎn)換后，很可能超出了觀測距離而不能精確地跟蹤和測量目標(biāo)。
　　針對上述問題，本文設(shè)計了一款可見光、中/長波三波段共口徑連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在同一光路中可見光、中/長波三波段同步連續(xù)變焦，大大減小了系統(tǒng)的復(fù)雜性，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、輕巧的目的。分析了系統(tǒng)在變焦過程中，三個波段之間焦距與變倍比的差異，根據(jù)變焦理論研究了一種補(bǔ)償精度高的直接變倍比差補(bǔ)償方法，使三個波段在任意同一變焦位置處焦距

3、及變倍比相同。系統(tǒng)變倍比達(dá)到7∶1，可見光波段在奈奎施特頻率為80lp/mm時傳函值高于0.47，中紅外波段在奈奎施特頻率為20lp/mm時傳函值高于0.36，長紅外波段在奈奎施特頻率為20lp/mm時傳函值高于0.32，系統(tǒng)整體成像質(zhì)量良好，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在溫度范圍內(nèi)（-40℃～+60℃）消熱差，并擬合出系統(tǒng)的變焦運(yùn)動曲線，所得曲線平滑，沒有拐點(diǎn)?？梢詫?shí)現(xiàn)在瞬息萬變的復(fù)雜環(huán)境中無需轉(zhuǎn)換光路就可以直接、快速、同步的對目標(biāo)進(jìn)行觀測，達(dá)到三個波