基于坦克车载红外双视场光学系统的设计与研究

发布时间：2022-10-05 23:08

　　红外热成像技术广泛地应用在军事和民用领域。红外双视场光学系统不仅结构简单、透过率高、成本低廉,而且能够实现视场的转换,因此在红外光学系统中占有重要的地位。 根据设计要求、探测器的参数、以及对红外光学系统的基本特性和变焦理论的研究,确定了红外双视场光学系统的基本参数（焦距、视场、通光孔径等）。 通过对国内外双档变焦系统专利的分析,确定了双视场光学系统的初始结构。利用COVEV光学设计软件进行优化设计,完成了轴向移动式、切入式双档变焦光学系统和双像双视场光学系统的设计。为了满足制冷型探测器100%冷光阑效率,三种光学系统均采用了二次成像结构。轴向移动式和切入式变焦系统分别通过镜片的轴向移动和切入切出完成了视场的转换,双像双视场光学系统利用分光原理将两个视场的图像呈现在一个像面上,两个视场无需切换。本次设计的光学系统都适用于320×256中波制冷型探测器,两个视场的传递函数在161p/m处都大于0.6,接近衍射极限,具有良好的成像质量。 本文还分析了制冷型探测器的冷反射的产生原因及其特征量的意义,阐述了消除冷反射的几种途径,针对设计的两种双档变焦光学系统,提出了消除冷反射的... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 制冷型红外成像阵列与系统的发展
        1.2.2 国内外红外双档变焦光学系统的发展
    1.3 本文的主要工作
2 红外光学系统的基本特性
    2.1 红外辐射基本特性
    2.2 红外辐射在大气中的传输
    2.3 红外探测系统的探测距离
    2.4 红外光学系统特点
3 变焦光学系统的基本概念和类型
    3.1 变焦距系统的基本规律
    3.2 变焦距系统的类型
    3.3 两档变焦光学系统
4 制冷型红外双视场光学系统设计
    4.1 光学自动优化设计简述
    4.2 光学系统的参数确定
    4.3 轴向移动式两档变焦系统设计
        4.3.1 初始结构的选择
        4.3.2 一次成像组分设计
        4.3.3 轴向移动式两档变焦光学系统的整体设计
        4.3.4 像质评价
    4.4 切入式红外两档变焦系统设计
        4.4.1 初始结构的选择
        4.4.2 一次成像组的设计
        4.4.3 切入式红外两档变焦光学系统的整体设计
        4.4.4 像质评价
    4.5 双像双视场红外系统设计
        4.5.1 初始结构的考虑
        4.5.2 双像双视场系统
        4.5.3 光偰及二向色性分束镜的设计
        4.5.4 像质评价
    4.6 本章小结
5 双档变焦红外光学系统的冷反射分析及无热化设计
    5.1 双档变焦光学系统的冷反射分析
        5.1.1 红外凝视系统冷反射形成条件
        5.1.2 消除冷反射的途径
        5.1.3 反映红外冷反射的特征量及其意义
        5.1.4 轴向移动式冷反射分析
        5.1.5 切入式冷反射分析
    5.2 双档变焦光学系统的无热化设计
        5.2.1 温度变化对红外光学系统的影响
        5.2.2 红外消热差的补偿方式
        5.2.3 双档变焦光学系统的无热化设计
    5.3 本章小结
6 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]双视场红外扫描成像系统冷反射抑制[J]. 顿雄,陶玉,孟军合.  红外与激光工程. 2010(04)
[2]8～12μm折/衍混合监视系统无热化设计[J]. 齐雁龙,段萌,姜成舟,项建胜.  红外技术. 2009(11)
[3]3.7μm～4.8μm波段折/衍混合红外光学系统的无热化设计[J]. 沈良吉,冯卓祥.  应用光学. 2009(04)
[4]非制冷热成像长波红外两档变焦光学系统[J]. 白瑜,杨建峰,薛彬,阮萍,马小龙,田海霞,常凌颖,陈立武,贺应红,梁士通,李湘眷,王洪伟,何建伟,陈潇.  红外技术. 2009(03)
[5]折-衍混合型两档变倍红外光学系统设计[J]. 张明意,李保平,万中南,李清安,鄂盛国.  红外与激光工程. 2008(05)
[6]中波红外两档变焦光学系统[J]. 郜洪云,熊涛.  光学精密工程. 2008(10)
[7]长波红外两档5倍变焦光学系统设计[J]. 白瑜,杨建峰,马小龙,阮萍,田海霞.  红外技术. 2008(08)
[8]长波红外非制冷光学系统设计[J]. 关英姿,康立新.  红外技术. 2008(02)
[9]对凝视红外热成像冷反射现象的研究[J]. 杨正,屈恩世,曹剑中,周泗忠,闫阿奇,刘宇波.  激光与红外. 2008(01)
[10]红外成像导引头双视场光学系统小型化技术[J]. 耿亚光,张明谦.  红外与激光工程. 2007(06)

硕士论文
[1]红外成像系统的作用距离估算[D]. 王娟.电子科技大学 2004



本文编号：3686674