大相对孔径紧凑型非制冷光学系统消热设计.pdf

《大相对孔径紧凑型非制冷光学系统消热设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第45卷第7期激光与红外V0ll45．No．72015年7月LASER＆INFRAREDJuly，2015文章编号：1001—5078(2015)07-0795-05·红外技术及应用·大相对孑L径紧凑型非制冷光学系统消热设计安晓强，王茜，宋波(西南技术物理研究所，四川成都610041)摘要：对常用光学被动消热技术措施进行了归纳总结。针对长波非制冷光学系统大相对孔径、高透过率、小型化和良好环境适应性等特点，基于640×512大面阵非制冷探测器的应用，利用CODEV光学设计软件，设计了一个焦距f=70mill，视场角为10．44。×

2、8．36。，F数为0．85，总长为85mm的三片式光学系统。在一50～70o【=温度范围内，所有视场的MTF值在25lp／mm处均大于0．61，光学畸变小于0．5％，光学系统成像质量良好。公差分析结果表明光学零件加工和光机装配工艺成熟稳定，光学系统设计具有良好的工程可研制性。关键词：大相对孔径；长波非制冷；被动消热；光学设计中图分类号：TN216文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001．5078．2015．07．013Athermaldesignofcompactuncooledopticalsystemwi

3、thlargerelativeapertureANXiao—qiang，WANGQian，SONGBo(SouthernWestInstituteofTechnicalPhysics，Chengdu610041，China)Abstract：Thecommontechnicalmeasuresofopticalpassiveathermalizationaresummarized．Aimingatthecharacter-isticsofuncooledlongwavelengthopticalsystem，includingl

4、argerelativeaperture，hightransmission，smalldimensionandgoodenvironmentaladaptabilityetc．，anopticalsystemincludingthreelensisdesignedandoptimizedbyCODEVbasedonuncooleddetectorof640×512largefocalplane．andtheperformanceparametersofopticalsystemincludefocallengthof70mm，f

5、ieldofviewof10．44。×8．36。，Fnumberof0．85andtotallengthof85mm．Intherangeof一50—70℃，themodulationtransformfunction(MTF)ofallfieldsofviewisgreaterthan0．61at25lp／mm，andthedistortionislessthan0．5％．Theresultsoftoleranceanalysisshowthatopticalelementsprocessingandopticalme—cha

6、nicMassemblyarematureandstable，andopticalsystemdesignhasgoodengineeringperformance．Keywords：largerelativeape~ure；uncooledlongwavelength；passiveathermalization；opticaldesign1引言外被动探测和成像成为可能，并逐渐在民用及其近年来，随着非制冷红外探钡4器技术的快速他领域取得越来越广泛的应用。虽然非制冷探测发展和探测器性能的不断提升，使得非制冷红器性能不断提升，但是

7、其探测灵敏度仍与制冷红作者简介：安晓强(1971一)，男，研究员，研究方向为光电成像系统总体技术，光学系统设计及性能评估。E—mail2695704914@qq．com收稿日期：2014-09-24；修订日期：2014—11-19796激光与红外第45卷外探测器相比存在一定的差距，为了进一步改善由于常用红外光学材料一般都表现为负光热特和提高非制冷红外成像系统的性能，对非制冷红性，随着环境温度升高，对正透镜而言，焦距变化量外光学系统的设计提出了更高的要求，具体而言，为负值，对负透镜而言，焦距变化量为正值。因此，要求光学系统具有较大

8、的相对孔径(小数)，结通过正负透镜组合和光焦度合理分配可以更有效地构简单紧凑，具有较高的光谱透射率，同时要有良实现消热设计。好的环境适应性，以满足不同环境的使用要求。3)折／衍射面组合设计在此应用背景下，本文以大相对孔径紧凑型红外衍射光学元件的光热特性只与材料的