机载连续变焦红外光学系统设计

摘要

随着红外探测器技术的不断发展，红外连续变焦系统应用范围广泛，是当前红外技术中的一个热门课题。红外光学系统是探测系统中的重要组成部分，红外连续变焦系统的军事意义尤为显著。连续变焦系统的主要特点是在变焦过程中目标不丢失。
　　本文根据给定的探测器提出了设计方案，并且设计了一个工作波段为8～12μm机械补偿式的红外连续变焦光学系统，变焦过程中相对孔径不变，确定了光学系统参数F数为3.5，系统变焦比为4:1，系统可在30～120mm范围内实现连续变焦。系统中选择了160×128元非致冷焦平面阵列探测器，校正了5个焦距位置的像差，每个视场的MTF曲线均接近衍射极限，成像质量较好并且计算了红外系统的作用距离。并且简要叙述了机械结构中凸轮的设计方法，以及系统公差的确定方法。
　　从点列图和传递函数分析结论可以看出，本系统的像面稳定、像质良好，验正了本系统设计方法的正确性，并通过计算得出了本系统适用于机载探测和跟踪系统。