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扫描型长波红外连续变焦光学系统

骆守俊 夏寅辉 杨宁宁 于繁迪

骆守俊, 夏寅辉, 杨宁宁, 于繁迪. 扫描型长波红外连续变焦光学系统[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 107-113. doi: 10.3788/CO.20150801.0107
引用本文: 骆守俊, 夏寅辉, 杨宁宁, 于繁迪. 扫描型长波红外连续变焦光学系统[J]. 中国光学, 2015, 8(1): 107-113. doi: 10.3788/CO.20150801.0107
LUO Shou-jun, XIA Yin-hui, YANG Ning-ning, YU Fan-di. Long-wavelength infrared continuous zoom scanning optical system[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 107-113. doi: 10.3788/CO.20150801.0107
Citation: LUO Shou-jun, XIA Yin-hui, YANG Ning-ning, YU Fan-di. Long-wavelength infrared continuous zoom scanning optical system[J]. Chinese Optics, 2015, 8(1): 107-113. doi: 10.3788/CO.20150801.0107

扫描型长波红外连续变焦光学系统

doi: 10.3788/CO.20150801.0107
基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(No.2013AA0342)
详细信息
    通讯作者:

    骆守俊(1978-),男,江苏句容人,高级工程师,2005年于清华大学获得硕士学位,主要从事光学系统设计检测及装调方面的研究工作。E-mail:luoshoujun@139.com

    夏寅辉(1977-),男,湖北麻城人,博士研究生,高级工程师,主要从事红外热成像技术及光电侦察总体技术方面的研究。E-mail:xyh_simon@126.com

    杨宁宁(1985-),男,山东德州人,工程师,2011年于中国电子科技集团公司电子科学研究院获得硕士学位,主要从事计算机技术与信号处理方面的研究。Email:yangn508@163.com

    于繁迪(1982-),男,湖南永州人,工程师,2008年于中国电子科技集团公司电子科学研究院获得硕士学位,主要从事红外热成像技术方面的研究。E-mail: hnderby@sina.com

  • 中图分类号: TN215

Long-wavelength infrared continuous zoom scanning optical system

  • 摘要: 基于斯特林制冷式4×288元光伏型碲镉汞二维探测器, 根据红外扫描成像系统原理, 设计了一个扫描型长波红外连续变焦光学系统。根据系统指标要求对光学指标进行分解计算及光学优化设计得到系统的光学参数和外形结构图, 并对扫描光学系统的冷反射进行分析优化。该光学系统采用三次成像的结构, 由变焦望远镜组、扫描摆镜、中继镜组、成像镜组4部分组成, 包含9片透镜和2片反射镜。为了降低校正色差成本, 系统使用了硫系玻璃镜片。光学仿真结果表明:系统在耐奎斯特频率处的全视场光学传递函数大于0.35, 全视场畸变小于2%。最后, 对系统进行了成像实验验证, 结果表明:该系统可以实现30.8~154 mm范围内连续变焦, 变焦过程中目标景物清晰, 细节分辨率高, 无冷反射现象出现, 该系统具有分辨率高、热灵敏度高、像质清晰等特点。
  • 图  1  变焦扫描系统示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of zoom scanning imaging system

    图  2  不同变焦位置的光学结构图

    Figure  2.  Optical layout in different zoom position

    图  3  变焦系统运动轨迹图

    Figure  3.  Movement track of zoom system

    图  4  不同变焦位置的MTF曲线图

    Figure  4.  MTF in different zoom position

    图  5  不同变焦位置的衍射能量集中度

    Figure  5.  Diffraction encircled energy in different zoom position

    图  6  不同变焦位置的畸变图

    Figure  6.  Distortion in different zoom position

    图  7  对远距离景物成像在不同焦距位置处的视频截图

    Figure  7.  Screenshots of imaging for long distance objective in different zoom position

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-10-17
  • 录用日期:  2014-12-26
  • 刊出日期:  2015-01-25

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