大变倍比长波红外连续变焦光学系统设计

摘要：针对长波制冷式 384×288 焦平面探测器，设计了一款大变倍比长波红外连续变焦距光学系统。整个系统由 8 片透镜及两个反射镜构成，工作波长范围为 7.7～9.3 μm，F数为 3，满足 100%冷光阑效率，变倍比为 25:1。采用CODE V光学设计软件进行优化设计，设计结果表明，该系统具有结构简单、变倍比大、体积小、像质好等优点。

0.引言

红外连续变焦距物镜是一种通过改变系统中某些透镜组的相对位置使其焦距在一定的范围内连续改变的物镜。在变焦过程中除需满足像面位置不变、相对孔径不变（或变化不大）这两个条件外，还应使各档焦距均有满足要求的成像质量。连续变焦物镜可以代替变焦范围内的任一个焦距的定焦距物镜，能对目标进行连续探测，可用于对目标的搜索、跟踪、侦查、预警等方面。

近年来，随着红外成像技术的不断进步，其实际应用领域逐步拓展，对红外连续变焦距系统的需求与日俱增。国内外发表的变焦距光学系统的文章很多，而在长波红外范围内，相关的文献报道较少。文献[1]针对 320×256 凝视型焦平面阵列探测器，采用二次成像方法设计了一个F数为 2.5 的长波红外连续变焦系统，其变焦范围为 34～345 mm，变倍比为 10 倍；文献[2]针对 480×6 探测器，采用三次成像方法设计了一个变倍比为 20 倍的长波红外连续变焦系统，共使用了 12 片玻璃，两个非球面，整个系统体积达到 300.5 mm(L)×263.7 mm(W)×496.6 mm(H)。检阅的文献中设计的变焦系统变倍比都比较小（≤20 倍）。本文通过对机械补偿变焦原理的探讨，结合设计实例，针对长波 384×288 制冷型焦平面探测器，采用8片透镜设计了一个25倍大变倍比连续变焦光学系统。系统具有结构简单、体积小、像质好等优点。

......

 点此下载全文内容：大变倍比长波红外连续变焦光学系统设计.PDF (290 K)