紧凑型中波红外成像系统设计

发布时间：2020-09-19 13:10

　　红外成像系统是现代光学技术的重要组成部分,广泛应用在生产生活的各个方面。尤其在目标探测,信息搜索等领域,对红外成像系统提出了小型化、紧凑化、无热化的市场需求。针对上述需求,本文设计了一款紧凑型红外成像系统。系统由头罩、卡塞格林系统与中继透镜组三部分组成,采用卡塞格林系统与中继透镜组结合的结构形式,次镜到红外探测器冷光阑之间的尺寸小于47mm使系统足够紧凑。在实现中波红外光学系统紧凑型设计的同时,满足制冷中波红外探测器冷光阑匹配,实现100%冷光阑效率。由于红外系统受温度影响严重,通过消热差和消色差理论推导,计算光学系统初始结构,并应用Zemax软件进行优化,最后对系统进行消热差分析。实现了波段为3.7-4.8μm,视场为3°,在全视场范围内空间频率17lp/mm处,光学调制函数(MTF)值均大于0.4,在-40℃~+50℃温度范围内成像质量良好。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN219;TP391.41
【部分图文】：

效果图,红外夜视,效果图,设备

像系统的应用成像系统在军事领域的应用像系统首先在军事领域体现了自身的价值，而后随着时间的推移，了很大程度的发展。视：红外夜视设备是上个世纪五十年代研发的一款设备，主要功能行目标探测。这款设备运用红外变像管来进行信息收集，能够成功围内的人，一公里范围内的坦克、车辆及十公里内的舰船进行探测展中，美国进一步对设备进行了改善提升，并且研发了光机扫描式系统的研发进一步地为飞机夜航提供了可能性，让飞机在夜航中可，也提升了探测的范围与水平。80 年代初，许多国家研制开发的红可以实现标准化，可为各国军队提供性能良好的夜视装备。当前，备之一就包括红外夜视，可以在很多的武器中寻找到它的身影，例、导弹等，而单兵用红外夜视设备更是普遍列装各国部队，如图 1.红外夜视设备及其效果图。

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（b）红外、激光制导结构图图 1.2 红外、激光联合制导系统，无论是红外双模制导导弹还是激光双模制导导弹，都获了一款将红外与激光结合在一起的制导导弹系统，并将其的作战性能得到极大提高[13]。2004 年，德国研发的小型双其原理为：由红外传感器先行捕获目标信号，并传输到系进行自动追踪，并向目标发射激光脉动信号，信号反射回得目标的相关定位信息[14]。2005 年，美国研发的红外/激光确武器进行使用的。2009 年，法国研制出一种双模空对地。我国当前在红外成像制导系统的研究上相对其他国家是晚，但是在红外制导方面的研究投入还是比较大的，并且，时任航天工业集团二机部研究员的李群章提出了一种可孔径光学系统。2005 年我国研发了国产红外/主动雷达复合平还是比较不错的[10,16]。2013 年，长春光机所设计了一款

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图 1.3 红外乳腺诊断仪域，红外成像系统可用于在夜间以及恶劣极端的气候条件下进定目标进行全天候监控。也可以利用红外摄像头对目标区域进视频证据，有利于日后发生治安刑事案件时进行侦破工作，维以用在火灾防护工作上，利用红外系统制造的红外成像仪可以被人察觉的隐火，防患于未然。另外，也可以使用红外成像仪醒消防人员进行及时处理，防止死灰复燃。红外安防摄像头应用十分广泛，图 1.4 为一种常用的红外安防

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