長波紅外成像系統(tǒng)復消色差研究.pdf

1、目前，折射式光學系統(tǒng)的二級光譜校正還存在很大問題，特別是紅外光學系統(tǒng)，紅外材料本來就很少，又缺少特種材料。二元光學元件具有獨特的色散特性，它可以相當于一種特殊的紅外材料，為二級光譜的校正開辟了新的道路。
　　本論文研究了折/衍混合物鏡消二級光譜方法、步驟，推導了三片型光學系統(tǒng)消二級光譜的焦距分配公式。針對長波紅外光學系統(tǒng)(焦距100mm，譜段范圍8~12μm，相對孔徑0.5，全視場角7o)，設計了復消色差系統(tǒng)。在折/衍混合光學系統(tǒng)

2、的設計過程中采用ZEMAX與MATLAB軟件相結合，避免使用傳統(tǒng)的P-W法，成功的實現(xiàn)了折/衍混合系統(tǒng)二級光譜的校正，使系統(tǒng)的設計更簡單，更方便。另外，本文通過設計分析不同焦距的系統(tǒng)，更全面的對傳統(tǒng)光學系統(tǒng)和折/衍混合系統(tǒng)進行了對比分析。
　　論文還從光學設計軟件ZEMAX的二元光學面位相方程出發(fā)，分析和推導了二元光學的工藝參數(shù)，并用計算機模擬出二元光學面的面形，編制了適用于ZEMAX的二元光學工藝參數(shù)計算程序，為光學設計和加工提

3、供了參考。
　　分析了壓力及溫度變化對折/衍光學系統(tǒng)的影響，推導了壓力變化對折/衍混合光學系統(tǒng)像面漂移的公式。溫度變化時，衍射元件的熱膨脹系數(shù)只是基體線性材料膨脹系數(shù)和像空間介質(zhì)折射率及其對溫度的導數(shù)的函數(shù)，與基體材料的折射率及其對溫度的導數(shù)無關。并通過ZEMAX軟件模擬，進行離焦分析。
　　最后，本文介紹了二元光學元件制作的光刻技術和一些新的制作工藝，包括薄膜沉積法、激光束或電子束直接寫入法和準分子激光加工法。分析了二元光