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紅外CCD焦平面技術及大口徑紅外成像系統的光學設計

2755805 2017-11-14 | rar | 0.1 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　推導了以反射式兩鏡系統為主體的紅外成像系統中滿足光瞳匹配要求的轉像透鏡的高斯光學參量與兩鏡系統參量的關系式。當選定紅外焦平面的冷屏直徑及到焦面的距離后，轉像透鏡與兩鏡系統的高斯光學參量之間必須滿足這個關系式，才能做到光瞳匹配，這就是冷屏為系統的出瞳，而入瞳是主反射鏡的口徑。消像差由主鏡、副鏡的非球面及轉像透鏡上的一個非球面承擔。用實例計算驗證了所推導出的公式的可靠性，紅外系統的口徑取為 250 mm ，紅外接收器的冷屏直徑為 5 mm ，冷屏到紅外像面的距離為 20 mm。兩鏡系統主鏡的曲率半徑選定為- 1000 mm 及 - 800 mm 兩個值，兩鏡系統焦距為 2000 mm ，1500 mm 及 1000 mm 三個。共計算了六種結構參量不同的系統。

　　由于紅外 CCD 焦平面技術已經成熟，大口徑紅外成像系統的應用愈來愈廣，特別在軍事方面。口徑超過 250 mm ，基本上不可能用純透鏡系統，反射式兩鏡系統［1 ］是最合理的選擇。為了最大限度地限制背景輻射的影響，紅外焦平面的冷屏必須是整個系統的出瞳。所以在兩鏡系統第一次成像之后應有一個轉像透鏡（組）以達到位于主鏡的入瞳成像到冷屏上。以后我們將看到，兩鏡系統結構可以有一定的選擇自由，但一旦選定，則轉像系統的共軛成像位置就定了。從儀器的總體結構考慮，主鏡頂點到紅外焦平面的長度不能太短，也不宜太長。合理地選擇這個長度，是選擇兩鏡系統結構的主要考慮。當然，主鏡的相對口徑不要太大、副鏡的遮攔比盡可能小，照例也是要考慮到的。