雙波段紅外光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、紅外成像系統(tǒng)以其自身的優(yōu)良特點(diǎn)，如被動(dòng)工作方式，不被敵方電子干擾，隱蔽性好；圖像直觀、易于觀察：精度高等，在警戒、偵察、地面防空和制導(dǎo)等軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，受到許多相關(guān)領(lǐng)域研究人員的關(guān)注。現(xiàn)在的紅外系統(tǒng)絕大多數(shù)為單波段系統(tǒng)，如果系統(tǒng)使用區(qū)域不同、氣候溫度變化、目標(biāo)偽裝，那么單一波段獲取的信息自然減弱。當(dāng)目標(biāo)本身的行為或操作導(dǎo)致輻射波段移動(dòng)時(shí)，單波段系統(tǒng)可能探測(cè)不到目標(biāo)或者探測(cè)準(zhǔn)確度下降，甚至形成假信號(hào)。雙波段系統(tǒng)由于工作波段寬，能獲

2、取更多的信息量，即使存在雜亂回波，仍能探測(cè)目標(biāo)，并能使諸如施放煙霧、偽裝之類的紅外對(duì)抗措施失效。因此，研究雙波段紅外光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無(wú)疑具有重大意義。 本文根據(jù)紅外成像原理和雙波段光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)開(kāi)展研究，完成如下工作： (1)介紹了紅外光學(xué)系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)，包括紅外光學(xué)系統(tǒng)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則、紅外光學(xué)材料、紅外輻射基本特性等。并討論了實(shí)現(xiàn)100％冷光闌效率的幾種途徑以及光學(xué)加工的工藝問(wèn)題。 (2)分析了雙波段光學(xué)系統(tǒng)的常

3、見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計(jì)中需考慮的問(wèn)題。重點(diǎn)研究了雙波段光學(xué)系統(tǒng)利用PW法計(jì)算初始參數(shù)的方法，并以平凸單透鏡為例推導(dǎo)了非球面系數(shù)的求解過(guò)程。推導(dǎo)了雙波段光學(xué)系統(tǒng)的消色差條件，分析了系統(tǒng)像差校正方法。并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一個(gè)雙波段紅外光學(xué)系統(tǒng)，計(jì)算了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及初級(jí)像差值。 (3)從自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理出發(fā)，依靠光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的強(qiáng)大功能，嘗試了另一種雙波段光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，即利用現(xiàn)有的專利數(shù)據(jù)作為初始結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一個(gè)基于制冷型探