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中波红外长焦距折反光学系统设计

虞林瑶,魏群,张天翼,王超,韩景壮,朱瑞飞,宋宝奇,贾宏光

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虞林瑶, 魏群, 张天翼, 王超, 韩景壮, 朱瑞飞, 宋宝奇, 贾宏光. 中波红外长焦距折反光学系统设计[J]. , 2015, 8(2): 234-240. doi: 10.3788/CO.20150802.0234
引用本文: 虞林瑶, 魏群, 张天翼, 王超, 韩景壮, 朱瑞飞, 宋宝奇, 贾宏光. 中波红外长焦距折反光学系统设计[J]. , 2015, 8(2): 234-240.doi:10.3788/CO.20150802.0234
YU Lin-yao, WEI Qun, ZHANG Tian-yi, WANG Chao, HAN Jing-Zhuang, ZHU Rui-fei, SONG Bao-qi, JIA Hong-guang. Design of long focal infrared catadioptric optical system for multi-guided system[J]. Chinese Optics, 2015, 8(2): 234-240. doi: 10.3788/CO.20150802.0234
Citation: YU Lin-yao, WEI Qun, ZHANG Tian-yi, WANG Chao, HAN Jing-Zhuang, ZHU Rui-fei, SONG Bao-qi, JIA Hong-guang. Design of long focal infrared catadioptric optical system for multi-guided system[J].Chinese Optics, 2015, 8(2): 234-240.doi:10.3788/CO.20150802.0234

中波红外长焦距折反光学系统设计

doi:10.3788/CO.20150802.0234
基金项目:装备预研基金资助项目(No.51301060207)
详细信息
    通讯作者:

    虞林瑶(1987—),男,江苏镇江人,研究实习员,2011年于哈尔滨工业大学获得硕士学位,主要从事光学技术、红外系统方面的研究。E-mail:yulinyao87@163.com

  • 中图分类号:TN215;TH691.9

Design of long focal infrared catadioptric optical system for multi-guided system

  • 摘要:针对多模制导中长焦距红外光学系统结构紧凑及宽温度范围热稳定性的要求,设计了一种中波红外折反光学系统。该系统根据其它模式制导的要求,采用固定焦距和口径的主镜,通过二次成像,在保持长焦距的同时减小了透镜的口径,降低了到达中继成像系统主光线的高度,同时也降低了制造成本。设计了波长为3.7~4.8 μm、焦距f为300 mm、F数为2的中波红外成像系统。结果表明,该系统结构紧凑像质优良,各视场光学传递函数均大于0.6,接近衍射极限,并且在-50~70℃可实现光学被动消热差。针对该光学系统进行了公差分析并提出了抑制杂散辐射的方法,该系统满足实际加工和应用需求。

  • 图 1二次成像折返结构

    Figure 1.Relay imaging system

    图 2光学系统结构图

    Figure 2.Configuration of optical system

    图 320 ℃时的传递函数曲线

    Figure 3.Modulation transfer function at the temperature of 20 ℃

    图 4-50 ℃时的传递函数曲线

    Figure 4.Modulation transfer function at the temperature of -50 ℃

    图 570 ℃时的传递函数曲线

    Figure 5.Modulation transfer function at the temperature of 70 ℃

    图 620 ℃时的能量包围曲线

    Figure 6.Energy encircle curve at the temperature of 20 ℃

    图 720 ℃蒙特卡洛仿真分析后的MTF曲线

    Figure 7.MTF curve after Ment-Karol simulation at the temperature of 20 ℃

    图 8Lighttools光线追迹图

    Figure 8.Ray trace based on Lighttools

    表 1常见红外材料的消热差和消色差系数

    Table 1.Coefficients of athermalization and achromatism of common infrared materials

    材料 折射率(10 μm) P/10-6 θ/10-3
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    表 2光学系统参数

    Table 2.Parameters of optics system

    波段/μm 焦距/mm 视场2ω/(°) 相对口径
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    表 3公差分布表

    Table 3.Distribution of tolerance data

    面形 3(光圈) 表面偏心1~2 ±0.01 mm
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出版历程
  • 收稿日期:2014-10-17
  • 录用日期:2015-01-15
  • 刊出日期:2015-04-25

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