大变焦比，长焦距的中变焦红外连续变焦系统的研究

“中国科学院院（长春光学精密机械与物理研究所）” 2012

江仑

[摘要]: 随着红外成像技术的发展，红外变焦系统被广泛用于制导，监视，红外预见以及目标检测和跟踪. 与切换变焦系统相比，连续变焦系统具有在视场转换过程中不丢失目标的优点，并且可以更好地实现在大视场中搜索目标并在小视场中分辨目标的功能. 观点. 近年来，对该领域进行了大量的研究工作. 提高变焦比，减轻系统重量，降低系统复杂度一直是红外变焦系统研究的热点. 另外，在某些特殊领域中，不仅要求系统具有较大的变焦比，而且其长焦距也很长，使得系统可以观察远处的目标，这使得系统的整体设计更加困难. 目前，报道的中波红外连续变焦系统具有变焦比大，焦距长的特点. 基于此，本文进行了大变焦比长焦距传输中波红外连续变焦光学系统的设计与仿真研究. 即综合了光学材料，零件加工长焦距光学系统，机械结构，系统安装等技术要求和约束条件，完成了满足实际工程应用的大变焦比长焦距传输中波红外连续变焦系统的光学设计和开发；同时，为降低系统复杂度，对衍射混合大变焦比长焦距中波红外变焦系统进行了设计与仿真. 为了确保系统获得更好的成像质量，对折光变焦系统的杂散光进行了分析. 对于大变焦比长焦距红外连续变焦系统，本文主要进行以下研究工作: 一，红外连续变焦系统方案研究: 研究大变焦比长焦距红外连续变焦的光学结构. 光学系统及相应的技术方法，重点比较各种结构形式的优缺点和技术可行性.

折射红外连续变焦系统的二次优化设计与仿真: 红外连续变焦镜头的专利和文献研究；利用光学设计软件Simulation设计大变焦比，长焦距的中变焦红外连续变焦；使用新的非球面表达式方程式来有效减少表征非球面所需的有效数. 非球面系数可以直接反映各项对系统成像质量的影响，可以对非球面系数进行公差分析；控制组件的公差公差和系统运动组件的上升角度，以使系统具有更高的期望图像质量和更好的工程可实现性；使用独立的温度和距离聚焦组件使系统具有很强的环境适应性. 第三，衍射混合红外连续变焦系统的优化设计与仿真: 使用具有任意相位调制和负色散特性的衍射光学元件，在中波红外变焦系统中引入衍射元件（参数为变倍，长焦距，折射扩散的混合波红外变焦系统的设计和仿真；同时，评估了衍射元件的可加工性. 4，折射红外连续变焦系统的杂散光分析: 根据系统的机械设计和光学设计结果，建立了系统的杂散光分析模型；在此基础上，对系统的杂散光进行分析，以分析系统的主要杂散光传输路径. 它为改进系统的机械设计提供了有用的指导，并为进一步提高系统的成像质量提供了有效的保证. 最终的研究结果表明，本文设计的大变焦比长焦距中波红外连续变焦系统可以完全满足实际工程应用的需求. 衍射混合变焦系统可以同时具有大变焦比，长焦距和低复杂度等系统特性.

[学位授予单位]: 中国科学院院（长春光学精密机械与物理研究所）

[学位]: 博士

[学位奖]: 2012

[分类号]: TN215

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廖胜，沉昌佐；卡塞格伦光学系统杂散光抑制和遮光罩设计[J]；中国科学院大学学报（自然科学版）光电工程； 1997-04

江洪斌； NETD表示的红外距离方程[J]；中国电机工程学报光学和光电技术； 2003-02

高洪云；熊涛杨长城中波红外连续变焦光学系统[J];光学精密工程； 2007年07月

中兴；贾继强;;空间相机防杂散光的设计与仿真[J]；电子技术学报光学精密工程； 2009-03;

陈永和；傅玉田沉学敏;;红外光学系统内部成分的热辐射分析[J]；中国电机工程学报光学技术； 2006年S1期

牛金星；周仁奎刘朝晖杨建国蔡占年;林福雕;;红外探测系统本身的热辐射杂散光分析[J]；中国电机工程学报光学杂志； 2010-08]

崔庆峰；使用二元光学元件的复消色差像差[J];光学杂志； 1994年第08号

崔庆峰，匡玉光；复消色差透镜组的设计原理[J]；中国镜检学会光学杂志； 1995-04

白健，孙婷，沉一冰，侯希云，杨国光；红外折射－衍射混合光学系统的温差分析光学学报1999年7月

李婷；杨建峰;阮平;姜晓军关键词: 月球光学天文望远镜，杂散光分析光子学报； 2007 S1期

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廖胜；抑制光学系统杂散光的研究[D];电子科技大学2003

李娟；红外变焦光学系统设计[D];西安电子科技大学2007

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葛传礼；火力发电厂锅炉的安全保护与火焰检测[J]；中国热能技术安徽大学学报（自然科学版）； 2003年第01期

徐满平；周杰;;傅里叶变换全息术的计算机仿真[J]；中国电机工程学报安徽师范大学学报（自然科学版）； 2007-06]

常山；桑志文毛杰建朱品珍;;单色点光源矩形菲涅耳衍射光场的计算与仿真[J]；中国技术大学学报安徽师范大学学报（自然科学版）； 2010-04

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刘小波；杨洪波;孙强;;机光热积分分析方法在红外光学系统中的应用[J]；北京大学学报（自然科学版）半导体光电； 2008 06

李政；俞元航张瑜王文生;;坦克目标检测与跟踪的红外变焦光学系统设计[J]；中国技术大学学报半导体光电； 2012-01

李霞；储俊浩李龙亚戴宁孙敬兰张福佳;;室温CdZnTe核辐射探测器的研究进展[J]；中国电机工程学报半导体技术； 2008-11

曹宝成，刘明，戴国才； Ⅱ-Ⅵ族化合物（Hg_（1-x）Cd_xTe）非晶薄膜的半导体特性[J]；中国电子技术半导体学报1990-07期

罗小春；孙继银;;物体表面发射率的测量方法[J]；中国电机工程学报军械自动化； 2007-08]

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康海宏，董华，李颖论文集[C]； 2011

耿安兵；王海涛;李胜辉红外光学系统的无源热敏设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C]; 2010

曹一平；苏贤玉陈文静向立群;张启灿刘元坤;;推动“信息光学”课程改革，以提高学生的学习兴趣[A]；中国光学学会2010年光学大会论文集[C]; 2010 <

胡正良；杨华勇杨明业关于“信息光学”课程建设的探讨[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C]; 2010

王海涛;;二维扫描镜的特性分析[A];中国光学学会2011年学术会议纪要[C]； 2011

王亮；冷雪飞严蓉王必辉;;交叉旋转变焦机构的基础研究[A]; 2010年压电，声波和器件应用研讨会论文集[C]； 2012年2010

李向荣；乔艳凤刘伟张耀宇莫尔条纹信息处理新方法的研究[A]; 2004年全国光学与光电子学研讨会，2005年全国光学与光电子学研讨会，广西光学学会成立二十周年年会论文集[C]； 2005

栾亚东;; 288×4CMT探测器的红外RC光学系统设计[A]; 2004年全国光学与光电子学，2005年全国光学与光电子学，广西光学学会20周年会议论文集[C]; 2005

李刚；张恒进天空背景下红外目标检测距离的估计研究[A];第十七届省（市）光学学术年会和“五省一市光学联合年会”论文集[C]； 2008

任绪虎；齐耀光;宋珊珊;;傅里叶变换轮廓仪中有效信息提取方法的研究[A];第十七届全国测量与控制仪器会议（MCMI'2007）（第一卷）[C]； 2007

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魏文健；激光制导光电对抗半实物仿真关键技术与系统研究[D]；中国电机工程学报国防科学技术大学； 2010

张翔；基于体布拉格光栅的角度选择滤波与光束控制研究[D];华中科技大学; 2011

黄冲；航空场景模拟器的设计与研究[D];华中科技大学; 2011

李进；光子晶体在红外辐射光谱控制中的应用研究[D];中国科学技术大学； 2011

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李吉；菲涅耳全息图计算方法研究[D];昆明科技大学2010

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李德刚；红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用[D];山东大学2010

李国义；硅基长波红外光波导器件的研究[D];浙江大学2011

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韩庆福；建立；严学平张辉刘德林李军徐志春;;系统级封装（SIP）技术及其应用前景[J];半导体技术； 2007年5月

李琳，王轩，张立勤，张波；光学系统的热效应和分析软件的开发[J]；中国电机工程学报北京理工大学学报2000-01

李琳，王永田，张立勤，黄一凡；变焦物镜高斯光学参数的求解[J]；中国技术大学学报北京理工大学学报2003-04

张国玉，曹卫国，高玉军，王志宏；光学系统中杂散光的计算与分析方法[J];长春光学精密机械学院学报1995-04

陈明能，钟世钧，何恒祥；电视图像搜索器的设计[J];四川军事工程学院学报2004 06期

西安海英；傅志忠李在明;;具有强噪声背景的红外弱运动目标的综合检测[J]；中国电机工程学报科学杂志； 2008-03

董传昌，刘仁水；电视搜索者的特征分析[J];光电与控制； 2003 04

王娟，杨春萍长焦距光学系统，吴健；红外热像仪的工作距离估计[J]；中国科学院大学学报（自然科学版）光电与控制； 2004 03期

高玉鹏；黄书才;白云;;数学形态学滤波算法在红外图像降噪中的应用[J];中国电机工程学报箭头与制导杂志； 2008-03）

李志宏;;精密制导技术原理与应用导论[J]；北京科技大学学报（自然科学版）大众技术； 2007-04

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黄玲；两种变焦光学系统的设计研究[D];浙江大学2002

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王海涛；耿安兵;;集成红外双波段成像光学系统[J];红外与激光工程； 2008-03期

杨凤峰；林素珍王伟鹏;;关键词: 形态学，小波包变换，中波细分红外图像，二次融合光电工程； 2010-09

高国龙;;美国开发长波红外/中波红外自适应焦平面阵列[J]；红外线; 2006-0303

王海涛；郭良贤冷却中波红外变焦镜头[J];红外技术； 2007年1月

; 《红外》 2005年标题［J］；红外线; 2005年第12号

荣志国；张玉祥刘成;孙涵李亚军刘晶晶;张勇李媛周立平;;中波红外火灾遥感的大气辐射传输特性[J]；中国气象信息红外与激光工程； 2009-04

刘畅；向阳刘波;郑慧媛;;红外防远摄光学系统的小型化设计[J]；中国技术大学学报应用光学2011年03月

让·保罗·夏蒙纳（Jean Paul Chamonal），高国龙；长中波红外HgCdTe扁平布线阵列（第2部分）[J]；中国科学院大学学报（自然科学版）；红外线; 1999-05期

顾菊兴； AAQ-27第三代中波红外成像系统[J];红外线; 2002 09问题

张亮;;中波红外变焦系统的光学设计[J]；北京科技大学学报（自然科学版）应用光学2006-01

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兰维华;;中波红外多光谱成像技术研究[A];中国眼镜学会2011年会议纪要[C]； 2011

杨次寅；张建平中波红外摄像机的校准[A]；中国光学学会2010年光学大会论文集[C]; 2010

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李胜辉；杨长城利用衍射元件的中波红外光学系统实现绝热像差[A]； 2009年中国船舶工程学会优秀学术论文[C]； 2010

郭如海；孙涛王兵;;中波红外激光器的点稳定红外图像检测方法[A];第三届红外成像系统仿真，测试和评估研讨会论文集[C]; 2011

刘娜；景超张红霞张一mo 6x-16x变焦系统的模型设计和机械形式[A]；光电子技术与系统的选择-中国光学学会光电子技术委员会成立20周年和10周年第一次全国光电子技术与系统会议论文集[C]； 2005

徐正光；梁来顺;; OXSAD [A]，变焦系统的辅助设计软件； 2004年全国光学与光电子学研讨会，2005年全国光学与光电子学研讨会，广西光学学会20周年会议论文集[C]； 2005

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