折反式中波红外双视场变焦系统无热化设计  

Athermalization design of catadioptric middle infrared dual field zoom system

作　　者：姜凯[1,2] 周泗忠[1] 李刚[1] 杨晓许[1] 赵睿[3] 张恒金[1] 

机构地区：[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

出　　处：《红外与激光工程》2013年第2期403-407,共5页Infrared and Laser Engineering

基　　金：中国科学院西部之光博士启动基金

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3～5μm,使用320×240红外制冷探测器,像元大小为30μm×30μm,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。Hybrid refractive-diffractive design offers a new approach for athermalization design in wide temperature range.In this paper,working wavelength is in 3-5 μm.For cool 320×240 infrared detector, pixel size 30 μm ×30 μm,this system can realize 400 mm and 800 mm dual filed-of-view and the Fnumber 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.

关 键 词：红外变焦系统 折 衍混合 无热化 光学设计 

分 类 号：TN216[电子电信—物理电子学]