基于硫系玻璃的連續(xù)變焦長波紅外成像系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著光學設計技術和光學工藝技術的發(fā)展，光學精密儀器的設計與制造也得到了飛速發(fā)展。連續(xù)變焦光學系統(tǒng)作為光學設計的分支，其連續(xù)觀察遠方物體成像的特點具有更加明顯的優(yōu)勢。近年來，隨著大變倍、大孔徑和新材料的研究取得成果，連續(xù)變焦必將在光學設計領域取得更大的飛越。長波紅外熱成像在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、科研、安防等方面已經(jīng)有了越來越多的應用。非制冷探測器技術和信號處理技術的飛速發(fā)展也加速了熱成像技術的應用和傳播。傳統(tǒng)常規(guī)的紅外材料主要集中單晶硅、單晶

2、鍺、硒化鋅、硫化鋅、氟化鈣等，常規(guī)材料需采用費時且昂貴的單點金剛石技術加工設計所需要的球面、非球面或衍射面。這些加工方法和技術也固化了在紅外成像方面系統(tǒng)性能的提高，無法真正帶來熱成像系統(tǒng)質的飛越。近年來，硫系玻璃成為了紅外成像領域研究的熱門方向。國內幾家科研單位正全面致力于研究硫系玻璃的性能和特質，其在光纖、波導、超連續(xù)譜、非線性和熱成像領域有了一定的突破。
　　本文旨在研究硫系玻璃在熱成像領域的光學設計方法和技巧，尋究設計簡單、

3、價格便宜且性能良好的熱成像系統(tǒng)。在成像基礎上，研究硫系玻璃在無熱化設計、機械化表征模壓、色差性能和材料結合的連續(xù)變焦長波紅外成像系統(tǒng)。經(jīng)過一系列的設計、表征和分析，設計光學結構進行驗證和理論證明。在設計方面，通過設計雙波段系統(tǒng)和連續(xù)變焦擴束鏡來研究硫系玻璃波長表現(xiàn)、材料性能；通過設計車載熱成像鏡頭來驗證自適應無熱化紅外系統(tǒng)的正確性；實驗部分，基于硫系玻璃的大范圍的應用和市場化，設計檢測硫系玻璃內部缺陷、非均勻性的大口徑鏡頭裝置，此裝置能

4、夠很好地表征拋光、大口徑硫系玻璃內部裂紋、氣孔、雜質等缺陷。長波變焦最終設計，根據(jù)變焦原理、無熱化設計理論，采用實驗室自制、自選性能優(yōu)良的硫系玻璃，設計仿真了基于硫系玻璃的長波紅外連續(xù)變焦系統(tǒng)。本論文研究主要分為：
　　第一章主要介紹長波紅外連續(xù)變焦的背景和意義，其在國際、國內的發(fā)展狀況，概括性的介紹變焦設計的發(fā)展方向，以及近年來硫系玻璃在變焦領域取得的進展和歷史背景；第二章主要介紹硫系玻璃的性能進行特性；第三章主要介紹紅外成像系