中红外AOTF前置光谱相机折/衍射混合变焦光学系统

发布时间：2021-03-07 06:33

　　设计了基于AOTF器件的中波红外光谱相机前置变焦系统,针对AOTF器件和探测器的特性,系统采用折/衍射混合设计,用6片透镜即实现了25³00 mm连续12×变焦,并用ZEMAX软件对则汇集结果进行优化和像质评价。结果表明,该光学系统各个波段上在空间频率14 lp/mm处调制传递函数（MTF）值接近衍射极限,能量集中度大于90%。可用于大多情况下中红外光谱成像分析以及中红外的目标探测及识别。 

【文章来源】：光电工程. 2014,41(10)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

二元面的位相及周期和径向的距离关系

MAX软件中选择合适的优化函数进行优化，选择前置变焦光学系统的三个焦距的光路图如下图4所示。3.2像质评价AOTF光谱相机成像系统是红外成像技术和光谱技术的结合，AOTF分光器件具有调谐快，可以任意选择波长的特点，这就要求该系统具有高的光谱分辨力和良好的成像质量，在各个波长处的成像质量均要满足成像要求。图5~7为分别为三个变焦位置处各个波长下的调制传递函数曲线。在CCD探测器尼奎斯特空间频率17lp/mm处，不同波长处的MTF曲线值都接近与衍射极限，完全满足光谱相机成像要求。(a)EFL=25mm(b)EFL=110mm(c)EFL=300mm图4AOTF光谱相机前置变焦光学系统结构图Fig.4Schematicsofcontinuouszoomopticalsystem00.2oMuldsufohetTOF0.40.60.81.0Spatialfrequencyincycles/mm(f)λ=5.0μmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mm图5短焦处各个波长处的MTF图Fig.5MTFofeverywavelengthforshortfocallength00.2oMuldsufohetTOF0.40.60.81.000.2oMuldsufohetTOF0.40.60.81.0Spatialfrequencyincycles/mm(e)λ=4.8μmSpatialfrequencyincycles/mm(d)λ=4.4μmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mmTS0.0000mmTSdiff.limitTS1.7000mmTS3.0000mmTS3.5000mmTS2.5000mmSpatialfrequencyincycles/mm(c)λ=4.0μmSpatialfrequencyincycles/mm(b)λ

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Matlab的变焦光学系统设计[J]. 高铎瑞,钟刘军,赵昭,付强,刘显著.  中国激光. 2014(04)
[2]AOTF偏振光谱成像数据采集系统设计[J]. 姜庆辉,邱跃洪,文延,汪欢,许维星.  红外与激光工程. 2012(01)
[3]AOTF成像光谱仪光学系统的最优方案选择[J]. 常凌颖,赵葆常,邱跃洪,汶德胜.  应用光学. 2012(01)
[4]声光可调谐滤波器成像光谱仪光学系统设计[J]. 常凌颖,赵葆常,邱跃洪,汶德胜,马小龙.  光学学报. 2010(10)
[5]可见光变焦距电视光学系统设计[J]. 田海霞,杨建峰,马小龙.  光子学报. 2008(09)



本文编号：3068570