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机载连续变焦红外光学系统设计

作 者: 李伟
导 师: 向阳
学 校: 长春理工大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 连续变焦 红外系统 机械补偿
分类号: V248.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 73次
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内容摘要


随着红外探测器技术的不断发展,红外连续变焦系统应用范围广泛,是当前红外技术中的一个热门课题。红外光学系统是探测系统中的重要组成部分,红外连续变焦系统的军事意义尤为显著。连续变焦系统的主要特点是在变焦过程中目标不丢失。本文根据给定的探测器提出了设计方案,并且设计了一个工作波段为8-12μm机械补偿式的红外连续变焦光学系统,变焦过程中相对孔径不变,确定了光学系统参数F数为3.5,系统变焦比为4:1,系统可在30-120mm范围内实现连续变焦。系统中选择了160×128元非致冷焦平面阵列探测器,校正了5个焦距位置的像差,每个视场的MTF曲线均接近衍射极限,成像质量较好并且计算了红外系统的作用距离。并且简要叙述了机械结构中凸轮的设计方法,以及系统公差的确定方法。从点列图和传递函数分析结论可以看出,本系统的像面稳定、像质良好,验正了本系统设计方法的正确性,并通过计算得出了本系统适用于机载探测和跟踪系统。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 红外连续变焦光学系统课题的来源及国内外发展状况  7-12
  1.2 红外光学系统特点及军事意义  12-14
  1.3 本文的主要研究内容  14-15
第二章 红外光谱及仪器、红外材料、红外探测器  15-22
  2.1 红外光谱及仪器分类  15-17
  2.2 红外光学材料  17-20
  2.3 红外探测器的选择  20-22
第三章 连续变焦红外光学系统设计的理论分析  22-32
  3.1 变焦系统的变焦原理  22-23
  3.2 连续变焦系统与定焦系统的区别  23-24
  3.3 红外变焦系统的补偿方法  24-28
  3.4 变焦距光学系统初始解  28-31
  3.5 像差平衡基本方法  31-32
第四章 红外连续变焦光学系统设计  32-48
  4.1 变焦系统机构的拟定  32-35
  4.2 系统透镜材料和探测器的选择  35-36
  4.3 系统结构最终确定  36
  4.4 光学系统参数确定  36-48
第五章 解决红外连续变焦系统设计及加工中常见问题  48-61
  5.1 系统热补偿问题  48-52
  5.2 使用OCAD软件对系统公差分析  52-55
  5.3 使用OCAD对凸轮曲线优化设计  55-58
  5.4 红外材料的加工  58-59
  5.5 透镜的镀膜、装配、碰撞等问题  59-60
  5.6 防止冷反射现象的办法  60-61
第六章 论文总结与展望  61-63
  6.1 论文总结  61-62
  6.2 展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-65

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 科学探测设备与仪器 > 探测设备与仪器
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