机载中波/长波双色红外光学系统研究

发布时间：2023-02-25 18:34

　　红外技术因其被动工作、全天时、不易受干扰等优点,在军事、遥感、工业和医学等领域得到了广泛的应用。在红外成像领域,应用最为广泛的两个大气窗口波段,一个是中波波段3～5μm,另一个是长波波段8～12μm。这两个波段相比较拥有不同的优势和局限。随着新一代双色/多色红外探测器技术的发展,多波段成像的使用变得越来越广泛,为了成功应用新一代探测器,必须设计出能够同时具备多波段成像能力的光学系统。中波/长波双色红外光学系统可选择的材料数量较单色红外系统明显减少,材料的色散特性在不同波段又变化明显,色差校正是双色光学系统设计面临的主要难题。航空机载约束条件,如体积小、重量轻、力热环境苛刻等,又对长焦距、大口径、高分辨率的红外成像设备提出了更高的要求,增加了光学系统设计难度。针对多波段红外光学系统设计的迫切需求,本文对机载中波/长波双色红外光学系统的部分关键技术进行了研究,提出了光学材料优选的方法,提出了能够使面阵步进凝视成像系统反射镜运动过程中所有像点保持不变的非旋转对称视场投影关系,完成双色红外探测系统设计和机载大口径长焦距中波/长波双色红外光学系统设计和研制工作。论文主要的研究内容和贡献如下:针对...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 中波波段与长波波段对比分析
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 红外探测器国内外研究现状
        1.3.2 双色红外光学系统国内外研究现状
    1.4 论文的主要研究工作
第2章 中波/长波双色红外光学系统材料优选
    2.1 引言
    2.2 中波/长波双色红外光学系统可选透镜材料
    2.3 材料优选数学模型
    2.4 中波/长波双色红外光学系统设计实例
        2.4.1 最佳两片透镜组合
        2.4.2 最佳三片透镜组合
    2.5 小结
第3章 双色红外探测系统光学设计
    3.1 引言
    3.2 光学系统结构选型
    3.3 双色红外探测系统参数及初始参数求解
        3.3.1 光学系统技术指标
        3.3.2 光学初始结构求解
    3.4 双色红外探测系统设计结果
    3.5 机械结构设计
    3.6 杂散辐射分析
        3.6.1 建模分析
        3.6.2 外部杂散光仿真分析
        3.6.3 自身杂散光辐射仿真分析
    3.7 小结
第4章 面阵步进凝视成像系统中反射镜运动像点漂移抑制
    4.1 引言
    4.2 不同投影关系下像点漂移理论分析
    4.3 满足不同视场投影关系的光学系统设计
        4.3.1 视场投影关系h=f'tan θ
        4.3.2 视场投影关系h=f'θ
x,h_y=f'θ_y'>        4.3.3 视场投影关系h_x=f'g_x,h_y=f'θy

    4.4 非旋转对称视场投影分析与讨论
    4.5 小结
第5章 机载大口径长焦距中波/长波双色红外光学系统
    5.1 引言
    5.2 光学系统设计指标要求及设计结果
        5.2.1 光学系统指标要求
        5.2.2 光学系统设计结果
    5.3 温度适应性分析
    5.4 外部杂散光抑制设计
    5.5 主次镜光学加工及整机装配情况
        5.5.1 主镜组件机械设计及光学加工
        5.5.2 次镜组件机械设计及光学加工
        5.5.3 整机装配情况
    5.6 外场试验
    5.7 小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文的研究成果
    6.2 论文的创新点
    6.3 进一步工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3748977

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