折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

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折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

白瑜, 廖志远, 李华, 程习敏, 邢廷文, 蒋亚东

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白瑜, 廖志远, 李华, 程习敏, 邢廷文, 蒋亚东. 折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 407-412.

引用本文:

白瑜, 廖志远, 李华, 程习敏, 邢廷文, 蒋亚东. 折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 407-412.

Bai Yu, Liao Zhiyuan, Li Hua, Cheng Ximin, Xing Tingwen, Jiang Yadong. Design and analyse on catadioptric MWIR athermal imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 407-412.

Citation:

Bai Yu, Liao Zhiyuan, Li Hua, Cheng Ximin, Xing Tingwen, Jiang Yadong. Design and analyse on catadioptric MWIR athermal imaging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 407-412.

折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

白瑜^1,2,3,
廖志远¹,
李华¹,
程习敏^1,3,
邢廷文¹,
蒋亚东²

1.
中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;
2.
中国电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;
3.
中国科学院大学,北京100049

基金项目:

国家863 计划

作者简介:
白瑜(1982－),男,助理研究员,博士生,主要从事红外探测总体设计,光电信息处理等方面的研究。Email:baiyu91258@163.com

中图分类号: TH74

Design and analyse on catadioptric MWIR athermal imaging system

1.
Institute of Optics and Electronics,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China;
2.
Institute of Optoelectronic Information,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China;
3.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 系统研究分析了红外光学系统中各个光学参数随温度变化的影响情况,根据红外硫系光学材料折射率温度系数较小的特点,并结合折反射结构良好的消热差特性,应用Code-v光学设计软件设计了一种折反式中波红外探测无热化成像系统,系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距为109.7 mm,全视场角为6.4,F/#为2.0,满足100%冷光阑效率,采用锗、硫化锌和硫系玻璃AMTIR1三种红外材料,设计结果表明,该系统在低温-40 ℃、高温60 ℃时的成像质量和常温20 ℃的成像质量变化不大,取得了良好的成像性能,可匹配像元尺寸为30 m,像元数320256的凝视型焦平面阵列中波红外探测器。
- 红外探测 /
- 中波红外 /
- 应用光学
Abstract: The temperature influence of each parameter in infrared detection imaging system was analyzed in the paper.Benefitting from infrared chalcogenide glasses less index temperature coefficient and catadioptric configuration excellent thermalization performance, a catadioptric MWIR detection thermalization imaging system by Code-v optical design software was presented.The working wavelength is 3.7-4.8 um,effective focal length is 109.7 mm,field of view was 6.4,F/# is 2.0 and cold shield efficiency was 100%.The design results indicate that the image quality in-40 ℃and 60 ℃have little changed, which compared with in 20 ℃.The system is compatible with staring focal plane array MWIR detector which has a format of 320256 and the pixel pitch of 30 um.
- infrared detection /
- MWIR /
- applied optics

[1]
[2]	Sun Jinxia, Lliu Jiangzhuo, Sun Qiang. Athermal design for hybrid refractive/ diffractive conformal optical system [J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18 (4): 792-798. (in Chinese)
[3]
[4]	Meng Jianqi. Dual field zoom 6x infrared imaging optical system [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37 (1): 89-92. (in Chinese)
[5]	Muhammad Nadeem Akram. Design of a dual field-of-view optical system for infrared focal-plane arrays [C]//SPIE, 2002, 4768: 10-21.
[6]
[7]
[8]	Ming Jinqian, Jin Ning, Guo Lan. An Athermal design of infrared hybrid refractive/diffractive optical system in 7.5~10.5 um spectrum [J]. Infrared Technology, 2006, 28 (5): 261-266. (in Chinese)
[9]
[10]	Shen Liangji, Feng Zhuoxiang. Athermal design of refractive diffractive hybrid infrared optical system working at 3.7~4.8 um [J]. Journal of Applied Optics, 2009, 30 (4): 683-685. (in Chinese)
[11]
[12]	Liu Feng, Sai Jiangang, Zhao Jianke. Athermalization design of 8-12 um infrared hybrid refractive/reflective/diffractive lenses for tank scan [J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(9): 2459-2463. (in Chinese)
[13]	Shi Guangwei, Zhang Xin, Wang Linjie. Application of the new chalcogenide glass in design of low cost therma l imaging systems [J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(4): 615-620. (in Chinese)

[1]	周志远, 史保森. 基于频谱迁移的红外探测研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(5): 20230165-1-20230165-11. doi: 10.3788/IRLA20230165
[2]	谭伊玫, 张硕, 罗宇宁, 郝群, 陈梦璐, 刘雁飞, 唐鑫. 640×512规模碲化汞量子点中波红外焦平面阵列(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20230377-1-20230377-7. doi: 10.3788/IRLA20230377
[3]	朱海勇, 陈俊林, 曾智江, 王小坤, 李亚冉, 王溪, 李雪. 用于冷光学长波红外杜瓦组件杂散光分析与抑制 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220823-1-20220823-9. doi: 10.3788/IRLA20220823
[4]	司俊杰. 基于InSb的新型红外探测器材料（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210811-1-20210811-19. doi: 10.3788/IRLA20210811
[5]	邢占, 陈晓依, 彭志勇, 杨志旺, 张贺龙, 邢忠福, 张宁. 红外气动光学效应研究进展与思考（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20220228-1-20220228-17. doi: 10.3788/IRLA20220228
[6]	王伟平, 于佳睿, 胡小燕, 赵少宇. 中波红外集成偏振光栅结构参数对偏振性能影响仿真分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210132-1-20210132-8. doi: 10.3788/IRLA20210132
[7]	张宝辉, 李中文, 吴杰, 吉莉, 王炜毅, 蔡璐, 时亚辉, 法静怡. 中波1 280×1 024红外成像组件设计（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20211023-1-20211023-9. doi: 10.3788/IRLA20211023
[8]	赵雨时, 贺文俊, 刘智颖, 付跃刚. 光谱维编码中红外光谱成像系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210700-1-20210700-9. doi: 10.3788/IRLA20210700
[9]	周凯, 李道京, 王烨菲, 姚园, 乔明. 衍射光学系统红外光谱目标探测性能 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20200371-1-20200371-8. doi: 10.3788/IRLA20200371
[10]	刘星洋, 翟尚礼, 李靖, 汪洋, 苗锋, 杜瀚宇, 邹超凡. 制冷型中波红外偏振成像光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200208-1-20200208-9. doi: 10.3788/IRLA20200208
[11]	付秀华, 张功, 张静, 刘冬梅, 杨伟声, 木锐. 短中波红外探测系统宽波段高透过率薄膜 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017001-1017001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1017001
[12]	程海娟, 于晓辉, 彭浪, 普群雁, 蔡毅, 李茂忠, 杨伟声, 白玉琢, 赵劲松, 王岭雪. Ge基底LaF₃-ZnS-Ge高耐用中波红外增透膜 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1117001-1117001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1117001
[13]	黄智国, 王建立, 殷丽梅, 李宏壮, 刘俊池, 刘祥意. 多波段冷光学红外成像终端研制 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 904001-0904001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0904001
[14]	罗刚银, 王弼陡, 陈玉琦, 赵义龙. Offner型消热差中波红外成像光谱仪设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1104004-1104004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1104004
[15]	白瑜, 邢廷文, 李华, 蒋亚东, 冯成. 国外高变焦比中波红外镜头的研究进展 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 795-802.
[16]	许元男, 李军伟, 吴开峰, 毛宏霞, 董雁冰. 采用综合信噪比的中波光谱探测波段选择 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2126-2131.
[17]	马文坡. 中波红外与长波红外推扫成像性能分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3861-3865.
[18]	范哲源, 高立民, 张志, 陈卫宁, 杨洪涛, 张建, 武力, 曹剑中. 中波红外三视场变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 523-527.
[19]	陈兆兵, 曹立华, 王兵, 庄昕宇, 陈宁, 郭如海. 中波红外激光器远距离干扰红外探测器的外场实验研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1700-1705,1753.
[20]	周昊, 刘英, 孙强. 高变焦比中波红外连续变焦光学系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 663-668.

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折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

1. 中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;

2. 中国电子科技大学光电信息学院,四川成都610054;

3. 中国科学院大学,北京100049

作者简介:
白瑜(1982－),男,助理研究员,博士生,主要从事红外探测总体设计,光电信息处理等方面的研究。Email:baiyu91258@163.com

收稿日期: 2014-06-12
修回日期: 2014-07-27
刊出日期: 2015-02-25

基金项目:

国家863 计划

中图分类号: TH74

关键词:

摘要: 系统研究分析了红外光学系统中各个光学参数随温度变化的影响情况,根据红外硫系光学材料折射率温度系数较小的特点,并结合折反射结构良好的消热差特性,应用Code-v光学设计软件设计了一种折反式中波红外探测无热化成像系统,系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距为109.7 mm,全视场角为6.4,F/#为2.0,满足100%冷光阑效率,采用锗、硫化锌和硫系玻璃AMTIR1三种红外材料,设计结果表明,该系统在低温-40 ℃、高温60 ℃时的成像质量和常温20 ℃的成像质量变化不大,取得了良好的成像性能,可匹配像元尺寸为30 m,像元数320256的凝视型焦平面阵列中波红外探测器。

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