长波红外变焦光学系统设计

摘要

针对像元尺寸为17 μm×17μm的非致冷型640×480元探测器,基于补偿组兼顾调焦群作用的Varifocal结构,仅用4片透镜就设计出了一种变倍比为6×的长波红外连续变焦光学系统.针对低成本、高透波率的指标要求,通过理论计算得到了初始结构,并用CodeV软件对其像差进行了优化,最后针对设计结果进行了凸轮曲线求解和像质评价.结果表明,当工作在8～12 μm波段时,在相对孔径1.4:1保持不变的条件下,该系统实现了焦距从20 mm到120 mm的连续变焦,而且空间频率20 lp/mm处的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)值均大于0.5.通过样机实测发现,该系统具有变倍比大、结构紧凑和分辨率高等特点,因而适用于红外监控设备.