长波红外双波段视景仿真系统光学设计及测试实验.pdf

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1、第42卷第ll期红外与激光工程2013年l1月VO1．42No．11InfraredandLaserEngineeringNOV．2013高对匕度中／长波红外双波段视景仿真系统光学设计及测试实验张建忠1,2，郭帮辉1,2，谭向全，孙强(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：为了实现中／长波红外双波段制导系统的性能测试与评估，设计了一套基于数字微镜器件的红外双波段视景仿真光学系统，系统包括投影镜头和照明系统。利用非球面技术和大出瞳距、无穷远投影系统的像差特性，采用

2、常规的红外材料，通过光焦度的合理分配与非球面像差校正的优势相结合，解决了双波段、大出瞳距离带来的彗差、像散、畸变和色差的平衡问题。采用阿贝式直接照明的方案，解决了斜入射情况下均匀照明的问题，有效地控制了杂光的影响，提高了光能利用率。设计结果显示：最终仿真系统全视场角为±2。，出瞳距离为250mlTl，出瞳直径为70mlTl，系统畸变小于0．2％，系统双波段的调制传递函数曲线均接近衍射极限；照明均匀性高于95％。系统实验测试表明：在黑体温度为300℃时，模拟温度最低为31．6℃，最高为250℃，温差为215．4℃，系统的对比度达到0．

3、98，像面均匀性高于98．1％。仿真系统具有高对比度，宽温差和图像逼真的特点。关键词：光学设计；红外双波段；视景仿真；数字微镜器件中图分类号：0435．1文献标志码：A文章编号：1007—2276(2013)11—2894—07DesignandtestingofhighcontrastratioMW／LWinfrareddual-bandsscenesimulationsystemZhangJianzhong’。，GuoBanghui，TanXiangquan，SunQiang(1．ChangchunInstituteofOpti

4、cs，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：FortherequirementsofperformancetestingandevaluationofIRguidencesystemwhichworksindual—bandsofMW／LW，aDMDbaseddual-bandsinfraredsc

5、enesimulationsystemwasdesigned，includingaprojectionlensandilluminationopticalsystem．Theaberrationcharacteristicsoftheasphericalsurfaceandtheprojectionsystemwithlongexitpupilreliefandinfinityprojectionwastakenintoaccount．Usingcommoninfraredmaterialswithreasonabledistrib

6、utionofpowerandashpericalsurface，itbalancedthecoma，astigmatism，distortionandchromaticaberation，introducedbythedual—bandsandlongexitpupilrelief．Inthedesignoftheilluminationsystem，directlyirradiationcombinedwiththeAbbeilluminationprinciplewasadoptedtoachieveanuniformillu

7、minationinthecaseofoblique收稿日期：2013-03-20：修订日期：2013—04—23基金项目：国家自然科学基金(60977001)；吉林省与中国科学院合作长吉图开发开放先导区科技创新合作专项资金(2011CJT0004)吉林省科技厅项目(20106015，20100310)作者简介：张建忠(1986一)，男，博士生，主要从事红外系统仿真等方面的研究。Email：zhang_ciomp@126．com导师简介：孙强(1971-)，男，研究员，博士生导师，主要从事现代红外光学仪器、二元光学、红外系统仿真等方

8、面的研究。Email：sunq@ciomp．an．cn苎塑张建忠等：高对比度中／长波红外双波段视景仿真系统光学设计及测试实验incidence，alsotheimprovementoflightenergyutilizationand