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超长焦距红外双视场光学系统设计白玉琢;木锐;马琳;贾钰超;普群雁;薛经纬【摘要】设计了一种超长焦距中波红外双视场光学系统，该系统采用二次成像结构，通过透镜轴向移动实现变焦功能。
设计结果表明，该系统可以实现超长焦距600～150 mm的变焦功能，且中心视场在探测器特征频率20 lp/mm处的光学传递函数值高于0.5，接近衍射极限，能够很好地满足军事侦察对远距离目标同时搜索和瞄准的要求。
%A mid-wavelength infrared optical system with super-long focal length and dual field-of-view is de-signed in this paper .Based on the re-image configuration , this system can realize the zoom by axial motion of a lens along the optical axis .The design results show that this system realizes the zoom with a super-long focal length of 600-1 500 mm, and the MTF of the central view is more than 0.5 at the characteristic frequency of 20 lp/mm of detector , which shows its optical performance approximates to the diffraction limit .This system can meet the requirement of military investigation for seeking and aiming at target in a long distance .【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】7页(P631-637)【关键词】超长焦距;中波红外;双视场光学系统;二次成像【作者】白玉琢;木锐;马琳;贾钰超;普群雁;薛经纬【作者单位】昆明物理研究所，云南昆明650223;昆明物理研究所，云南昆明650223;昆明物理研究所，云南昆明650223;昆明物理研究所，云南昆明650223;昆明物理研究所，云南昆明650223;昆明物理研究所，云南昆明650223【正文语种】中文【中图分类】TN2161 引言为了适应军事侦察活动以及特殊民用监控系统在观察远距离目标时对高空间分辨率的需求，长焦距光学系统越来越多地应用在远距离观察和测量中［1-2］。
中长波双色双视场红外光学系统设计的开题报告
1. 研究背景和意义
中长波双色双视场红外光学系统是一种高精度、高灵敏度、高分辨
率的红外成像系统。
它具有广泛的应用前景，如：监测天气、环境监测、火灾预警、安防监控等。
因此，对中长波双色双视场红外光学系统的研
究具有重要的实用价值。
2. 研究内容和方法
本文的研究内容为中长波双色双视场红外光学系统的设计。
具体来讲，将涉及以下几个方面的工作：
（1）光学元件选型与设计：包括红外探测器、镜头、滤光片等光学元件的选型、安装方案的设计和光学系统的定位计算；
（2）系统的机械设计：根据光学系统的参数设计可行的机械支撑结构，考虑系统的稳定性、可靠性等；
（3）图像处理算法的编写：对红外成像得到的图像进行处理，包括背景补偿、噪声滤波、空间变换等。
研究方法包括：文献资料调研、实验测试、仿真模拟等。
3. 研究计划和进度安排
本研究计划周期为10个月，具体计划和进度安排如下：
第1-2月：文献调研，确定研究方向和内容；
第3-4月：光学元件选型与设计，完成光学模型的构建；
第5-6月：机械设计，完成机械模型的搭建和优化；
第7-8月：光学系统的组装与调试，进行实验测试；
第9-10月：数据分析和图像处理算法编写，撰写论文。
4. 预期成果及意义
通过本研究的开展，预期可以完成中长波双色双视场红外光学系统
的设计，获得符合预期的实验数据，并编写出相应的图像处理算法。
这
将对中长波双色双视场红外光学系统的研究提供一定的理论和实践基础，同时也可以对相关领域的研究产生积极地推动作用。
一种高性能双视场长波红外光学系统何红星;赵劲松;唐晗;徐参军;陶亮;康丽珠【摘要】A compact dual fields of view infrared optical system with high performance is designed, which consists of a front fixed group, a zoom focus group, a rear fixed group and a relay group. The vertical and horizontal dimensions of the optical system are designed to be minimum by adopting mechanically compensated zoom, the entrance pupil matching the exit pupil, reimage, and twice folding optical axis. The three-dimensional figure is 220mm×95mm×50mm. The ther mal aberration is controlled between-40 to 70℃ by choosing optical material and structural material, and optimizing the optical system parameters. The line of sight of the optical system is stabilized. The error of the line of sight of the narrow field of view is less than 0.04mrad after environment test, the error of the line of sight between the narrow field of view and the wide field of view is less than 0.1mrad. The performance of the imager of the LWIR optical system is improved, the MRTD value is 0.07K at 3cyc/mrad, the NETD valueis 30mK. The optical systems' imaging quality is perfect, it can be satisfied to the imager.%设计了一款高性能的紧凑型双视场长波红外光学系统,该光学系统由前固定组、变倍调焦组、后固定组、中继组组成.采用机械补偿变焦方式、光瞳匹配技术、二次成像和二次折叠,有效地对光学系统纵向和横向尺寸进行了约束,外形包络在220 mm×95 mm(局部135 mm)×50 m m(局部110 mm)范围内,系统紧凑,体积小.通过光学和结构材料的优选搭配及光学系统参数优化配置,在-40℃~70℃范围内,控制了光学系统热差,光学系统光轴稳定,小视场光轴稳定性<0.04 mrad,大/小视场转换光轴平行性<0.1 mrad;应用该光学系统的热像仪性能高,MRTD(3 cyc/mrad)=0.07 K,NETD=30 mK.设计结果表明光学系统像质良好,满足热像仪使用要求.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】5页(P394-398)【关键词】双视场光学系统;长波红外;机械补偿;光瞳匹配【作者】何红星;赵劲松;唐晗;徐参军;陶亮;康丽珠【作者单位】昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223【正文语种】中文【中图分类】TN216红外光学系统是红外成像仪的重要组成部分，用于汇聚红外辐射能量并把红外辐射能量聚焦到焦面上，通过探测器的光电转换和后续图像处理实现对景物目标的成像；红外光学系统还具有变倍调焦和热补偿功能。
第5卷第6期2012年12月中国光学Chinese OpticsVol．5No．6Dec．2012收稿日期：2012-09-19；修订日期：2012-11-16基金项目：教育部博士学科重点专向科研基金资助项目（No．20070189001）；国家自然科学基金资助项目（No．61077056）文章编号1674-2915（2012）06-0596-06机载双视场中波红外光学系统优化设计董科研1*，王健2，孙强2，王洪亮3，李全熙4，姜会林1（1．长春理工大学空间光电技术研究所，吉林长春，130022；2．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春，130033；3．第二炮兵驻北京军代室，北京100039；4．中国人民解放军海军91329部队装备部，山东威海264200）摘要：为了满足机载红外搜索与跟踪系统的实际使用要求，根据变焦系统的基本理论及中波红外系统的特点，设计了320pixel ˑ256pixel 的中波制冷型焦平面阵列探测器的双视场中波红外光学系统。
系统采用了二次成像结构，并在系统的第一像面位置安装光阑，以此减小杂散光对系统的影响。
设计结果表明：系统具有100%冷光栏效率，在仅移动一片透镜的情况下可实现在800和400mm 的两档变焦，系统F 数为4且恒定不变，像面保持稳定，系统场曲＜0.04mm ，畸变＜2.5%，在探测器的Nyquist 频率16lp /mm 处光学传递函数的峰值＞0.5，表明光学系统的像质满足使用要求。
关键词：中波红外光学系统；光学设计；双视场；机载；搜索与跟踪系统中图分类号：TN216文献标识码：Adoi ：10．3788/CO．20120506．0596Design of an airborne dual field-of -view middle waveinfrared optical systemDONG Ke-yan 1*，WANG Jian 2，SUN Qiang 2，WANG Hong-liang 3，LI Quan-xi 4，JIANG Hui-lin 1（1．Institute of Space-electronic Technology ，Changchun University ofScience and Technology ，Changchun 130022，China ；2．Changchun Institute of Optics ，Fine Mechanics and Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Changchun 130033，China ；3．Military Representative Office of PLA 2nd Artillery in Beijing ，Beijing 100039，China ；4．Equipment department of No．91329Troop ，the People's Liberation Army Navy ，Weihai 264200，China ）*Corresponding author ，E-mail ：dongkeyan @163．comAbstract ：In order to meet the practical requirement of airborne infrared searching and tracking systems ，a dual Field-of-View （FOV ）middle wave （MW ）infrared optical system is designed based on the MW cooled de-tector with 320pixel ˑ250pixel and a staring focal plane array．The system adopts the secondary imaging structure and a shield is installed in the first image surface station to reduce the stray light effect．The designresults show that the system has a100%cold shield efficiency；F number of the system keeps a constant as4 and the image surface remains stable when only one piece of the optical lens is moved to switch the focus length between800mm and400mm；the field curvature and the distortion are less than0.04mm and2.5%，respectively，and the MTF is more than0.5at16lp/mm．Obtained results demonstrate that the image quality meets the operational requirement．Key words：middle wave infrared optical system；optical design；dual field of view；airborne；searching and tracking system1引言为适应现代战争的需要，世界各国正积极研制并装备机载吊舱系统，以提高军事侦察能力，而前视红外系统是机载吊舱系统中的关键子系统之一，它可以在全天候情况下进行空对地及空对空的搜索，截获，识别和跟踪地面、空中目标。
