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折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计

姜凯,  周泗忠,  李刚,  杨晓许,  赵睿,  张恒金

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姜凯, 周泗忠, 李刚, 杨晓许, 赵睿, 张恒金. 折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(2): 403-407.
引用本文: 姜凯, 周泗忠, 李刚, 杨晓许, 赵睿, 张恒金. 折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(2): 403-407.
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Jiang Kai, Zhou Sizhong, Li Gang, Yang Xiaoxu, Zhao Rui, Zhang Hengjin. Athermalization design of catadioptric middle infrared dual field zoom system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 403-407.
Citation: Jiang Kai, Zhou Sizhong, Li Gang, Yang Xiaoxu, Zhao Rui, Zhang Hengjin. Athermalization design of catadioptric middle infrared dual field zoom system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 403-407.
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折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计

  • 1.

    中国科学院西安光学精密机械研究所 陕西 西安 710119;

  • 2.

    中国科学院大学,北京 100049;

  • 3.

    北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094

基金项目: 

中国科学院西部之光博士启动基金

详细信息
    作者简介:

    姜凯（1985- ），男，博士生，主要从事红外光学系统设计方面的研究工作。Email：jiangkai2008.jj@163.com；周泗忠（1953- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光电跟踪方面的研究工作。Email：szh@opt.ac.cn

    姜凯（1985- ），男，博士生，主要从事红外光学系统设计方面的研究工作。Email：jiangkai2008.jj@163.com；周泗忠（1953- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光电跟踪方面的研究工作。Email：szh@opt.ac.cn

  • 中图分类号: TN216

Athermalization design of catadioptric middle infrared dual field zoom system

  • 1.

    Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS,Xi'an 710119,China;

  • 2.

    University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China;

  • 3.

    Beijing Institute of Tracking and Communication Technology,Beijing 100094,China

  • 摘要: 利用折/衍混合透镜实现了宽温度范围双视场变焦系统的光学被动无热设计。系统工作波段为3～5 m，使用320240红外制冷探测器，像元大小为30 m30 m，焦距为400 mm和800 mm两档，F数分别为2和4。两系统通过机械结构改变冷光栏大小分别实现100%冷光栏效率。在两档共用组份采用一片折衍混合透镜，对双视场系统两焦距位置消热差，实现了一个衍射面对两档系统的无热化设计，结构简单。设计结果表明：在-40 ～60 ℃温度范围内，空间频率18 lp/mm处系统MTF值接近衍射极限，成像质量良好，实现了双视场变焦系统的无热化设计。
    Abstract: Hybrid refractive-diffractive design offers a new approach for athermalization design in wide temperature range. In this paper, working wavelength is in 3-5 m. For cool 320240 infrared detector, pixel size 30 m30 m, this system can realize 400 mm and 800 mm dual filed-of-view and the F-number of 2/4 respectively. Two systems both can obtain the cold shield efficiency of 100% though controlling machine structure. A diffractive surface was introduced in the shared part of two different focal length position. It achieve the athermal design using only one diffractive surface. The evolution of the system was given in the temperature range -40-60℃. The results show that at the spatial frequency of 18 lp/mm the MTF approach to the diffractive limitation.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-22
  • 修回日期:  2012-07-19
  • 刊出日期:  2013-02-25

折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计

  • 1. 中国科学院西安光学精密机械研究所 陕西 西安 710119;
  • 2. 中国科学院大学,北京 100049;
  • 3. 北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094
    • 作者简介:

    姜凯（1985- ），男，博士生，主要从事红外光学系统设计方面的研究工作。Email：jiangkai2008.jj@163.com；周泗忠（1953- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光电跟踪方面的研究工作。Email：szh@opt.ac.cn

    姜凯（1985- ），男，博士生，主要从事红外光学系统设计方面的研究工作。Email：jiangkai2008.jj@163.com；周泗忠（1953- ），男，研究员，博士生导师，主要从事光电跟踪方面的研究工作。Email：szh@opt.ac.cn

  • 收稿日期: 2012-06-22
  • 修回日期: 2012-07-19
  • 刊出日期: 2013-02-25
基金项目:

中国科学院西部之光博士启动基金

  • 中图分类号: TN216

摘要: 利用折/衍混合透镜实现了宽温度范围双视场变焦系统的光学被动无热设计。系统工作波段为3～5 m，使用320240红外制冷探测器，像元大小为30 m30 m，焦距为400 mm和800 mm两档，F数分别为2和4。两系统通过机械结构改变冷光栏大小分别实现100%冷光栏效率。在两档共用组份采用一片折衍混合透镜，对双视场系统两焦距位置消热差，实现了一个衍射面对两档系统的无热化设计，结构简单。设计结果表明：在-40 ～60 ℃温度范围内，空间频率18 lp/mm处系统MTF值接近衍射极限，成像质量良好，实现了双视场变焦系统的无热化设计。

English Abstract

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