远距型红外消热差物镜设计

张鑫; 贾宏光; 张跃

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远距型红外消热差物镜设计

张鑫, 贾宏光, 张跃

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张鑫, 贾宏光, 张跃. 远距型红外消热差物镜设计[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 178-183.

引用本文:

张鑫, 贾宏光, 张跃. 远距型红外消热差物镜设计[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 178-183.

ZHANG Xin, JIA Hong-Guang, ZHANG Yue. Optical design of athermalized infrared telephoto objective[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 178-183.

Citation:

ZHANG Xin, JIA Hong-Guang, ZHANG Yue. Optical design of athermalized infrared telephoto objective[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 178-183.

远距型红外消热差物镜设计

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

Optical design of athermalized infrared telephoto objective

1.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Science,Changchun 130033,China

摘要: 介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型，将其与远距型物镜模型相结合，得到了光焦度分配方程组，再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合，获得初始的光焦度分配，然后利用计算机辅助设计进行像差校正。该方法准确、实用。作为应用实例，利用ZEMAX软件分别设计了中波红外和长波红外光学系统，它们的焦距均为100 mm，F数为2.0，远距比达到0.8。环境温度分析结果表明：在-40 ~60 ℃范围内，成像质量稳定，调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相吻合。
- 光学设计 /
- 红外光学系统 /
- 消热差设计 /
- 远距型物镜
Abstract: One method for athermalized infrared telephoto objective design was proposed. First, by synthesizing the formulated athermal model for the multiple-lens optical system with telephoto objective model, the optical power distribution equations were established. Thus, the initial optical power distribution among lens could be resolved with consideration of the telephoto ratio requirement and lens material constraint. Then, a final routine computer-aid modification procedure would help to correct the optical systems aberrations. This systematic design method was straightforward and applicable. As practical examples, a mid wavelength infrared optical system and a long wavelength infrared optical system were designed with ZEMAX software. With the focal length equal to 100 mm and F number equal to 2.0 for both systems, the telephoto ratio reached 0.8. When environment temperature varies from -40 ℃ to 60 ℃, the image preserves high quality and modulation transfer function (MTF) still approaches diffraction limit. The result of the implemented design agrees well with the method predictions.
- optical design /
- infrared optical system /
- athermal design /
- telephoto objective

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远距型红外消热差物镜设计

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

刊出日期: 2012-01-25

关键词:

摘要: 介绍了一种远距型红外消热差物镜的设计方法。首先建立了由多个光组构成的组合光学系统的消热差模型，将其与远距型物镜模型相结合，得到了光焦度分配方程组，再根据系统要求的远距比和所选择的光学材料组合，获得初始的光焦度分配，然后利用计算机辅助设计进行像差校正。该方法准确、实用。作为应用实例，利用ZEMAX软件分别设计了中波红外和长波红外光学系统，它们的焦距均为100 mm，F数为2.0，远距比达到0.8。环境温度分析结果表明：在-40 ~60 ℃范围内，成像质量稳定，调制传递函数(MTF)接近衍射极限。实际设计结果与理论计算结果相吻合。