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折衍混合长波红外光学系统消热差设计

张发强 樊祥 朱斌 程正东 方义强

张发强, 樊祥, 朱斌, 程正东, 方义强. 折衍混合长波红外光学系统消热差设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1158-1163.
引用本文: 张发强, 樊祥, 朱斌, 程正东, 方义强. 折衍混合长波红外光学系统消热差设计[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1158-1163.
Zhang Faqiang, Fan Xiang, Zhu Bin, Cheng Zhengdong, Fang Yiqiang. Athermal design of long-wave infrared optical system with hybrid refractive/diffractive[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1158-1163.
Citation: Zhang Faqiang, Fan Xiang, Zhu Bin, Cheng Zhengdong, Fang Yiqiang. Athermal design of long-wave infrared optical system with hybrid refractive/diffractive[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1158-1163.

折衍混合长波红外光学系统消热差设计

基金项目: 

国家自然科学基金(61307025, 61271376)

详细信息
    作者简介:

    张发强(1981-),男,博士生,主要从事红外探测系统设计方面的研究.Email:zhrui_1981@163.com

  • 中图分类号: O435;TN216

Athermal design of long-wave infrared optical system with hybrid refractive/diffractive

  • 摘要: 分析了温度变化对红外光学系统结构参数的影响,给出了红外光学系统消热差设计应满足的条件,讨论了衍射光学元件的温度特性,并将其引入到红外光学系统的消热差设计中.利用ZEMAX软件,设计了一套由锗和硫化锌组合的三片式折衍混合长波红外光学系统,其工作波段为8~12 m,视场为10.2,焦距为45 mm,F/#为1.5,总长为70 mm.设计结果表明,该镜头在-40~60 ℃温度范围内成像质量接近衍射极限,系统全视场调制传递函数在特征频率20 lp/mm处高于0.6, 87%的能量集中在探测器的一个像元内,实现了消热差设计.该系统具有结构紧凑、体积小、质量轻等优点,适用于军事或空间红外系统.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-05
  • 修回日期:  2014-09-10
  • 刊出日期:  2015-04-25

折衍混合长波红外光学系统消热差设计

    作者简介:

    张发强(1981-),男,博士生,主要从事红外探测系统设计方面的研究.Email:zhrui_1981@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61307025, 61271376)

  • 中图分类号: O435;TN216

摘要: 分析了温度变化对红外光学系统结构参数的影响,给出了红外光学系统消热差设计应满足的条件,讨论了衍射光学元件的温度特性,并将其引入到红外光学系统的消热差设计中.利用ZEMAX软件,设计了一套由锗和硫化锌组合的三片式折衍混合长波红外光学系统,其工作波段为8~12 m,视场为10.2,焦距为45 mm,F/#为1.5,总长为70 mm.设计结果表明,该镜头在-40~60 ℃温度范围内成像质量接近衍射极限,系统全视场调制传递函数在特征频率20 lp/mm处高于0.6, 87%的能量集中在探测器的一个像元内,实现了消热差设计.该系统具有结构紧凑、体积小、质量轻等优点,适用于军事或空间红外系统.

English Abstract

参考文献 (17)

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