發(fā)布時間：2022-07-20 16:38

　　紅外變焦光學系統(tǒng)以其大視場搜索目標、小視場詳查目標的優(yōu)點受到研究人員的重視，但是如何在溫度變化范圍較大、體積有限的紅外導引系統(tǒng)中使用尚具有一定的困難。因此，研究紅外變焦光學系統(tǒng)的無熱技術(shù)具有重要意義。本文以紅外導引頭為平臺，在此基礎上，用光學被動式補償方法設計了溫度范圍為45oC~55oC、焦距為50mm~150mm連續(xù)變焦的紅外中波變焦光學系統(tǒng)，系統(tǒng)成像質(zhì)量符合要求。具體包括以下內(nèi)容：首先，結(jié)合紅外導引頭光學系統(tǒng)的特點，提出了課題的設計指標；討論了探測波段的選擇以及探測器件的選取，確定了變焦光學系統(tǒng)的參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式。并論證了指標的可行性。其次，介紹了變焦光學系統(tǒng)的幾種補償方法，重點對機械補償法中的負組補償進行了高斯解分析；用MATLAB編程求出了負組補償變焦光學系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)，并利用CODEV設計了中波紅外的變焦光學系統(tǒng)。再次，介紹了無熱化技術(shù)的三種手段；系統(tǒng)地分析了環(huán)境溫度的變化對光學系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響；利用CODEV進行了紅外變焦光學系統(tǒng)的無熱化設計，將衍射面和非球面加入了光學系統(tǒng)設計中，成功的解決了變焦光學系統(tǒng)無熱化設計的難題。分析了系統(tǒng)的成像質(zhì)量，包括系統(tǒng)的MTF、點列圖、畸... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及其研究的目的意義
    1.2 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)國外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 導引頭光學系統(tǒng)設計方案
    2.1 光譜波段的選擇
    2.2 光學系統(tǒng)參數(shù)的確定
        2.2.1 探測器的選擇
        2.2.2 光學鏡頭參數(shù)
    2.3 紅外光學系統(tǒng)探測距離的估算
    2.4 光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的選擇
    2.5 本章小結(jié)
第3章 變焦光學系統(tǒng)的設計
    3.1 變焦系統(tǒng)基本概念和補償方法
    3.2 負組機械補償變焦系統(tǒng)理論
        3.2.1 負組補償變焦系統(tǒng)計算公式
        3.2.2 負組補償變焦光學系統(tǒng)高斯解分析
    3.3 變焦光學學系統(tǒng)設計實例
        3.3.1 光學系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計算與設計
        3.3.2 優(yōu)化后的變焦光學系統(tǒng)及其像質(zhì)評價
    3.4 本章小結(jié)
第4章 無熱化紅外導引頭變焦光學系統(tǒng)設計
    4.1 光學系統(tǒng)無熱化技術(shù)
        4.1.1 無熱化技術(shù)的分類
        4.1.2 常用紅外材料的特性
        4.1.3 衍射光學元件的特性
    4.2 溫度的變化對系統(tǒng)像質(zhì)的影響
    4.3 變焦光學系統(tǒng)的無熱化設計與優(yōu)化
        4.3.1 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)的設計
        4.3.2 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)的優(yōu)化
    4.4 無熱化紅外變焦光學系統(tǒng)的像質(zhì)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 光學系統(tǒng)的冷反射分析及衍射元件工藝性分析
    5.1 光學系統(tǒng)冷反射分析
        5.1.1 冷反射形成的條件
        5.1.2 反應冷反射大小的特征量及其控制方法
        5.1.3 變焦光學系統(tǒng)的冷反射分析
    5.2 光學系統(tǒng)中衍射光學元件的工藝性分析
        5.2.1 衍射光學元件的相位分布
        5.2.2 衍射光學元件的加工
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]制冷型紅外焦平面系統(tǒng)冷反射效應的分析與控制[J]. 劉洋,安曉強.  光學學報. 2012(02)
[2]雙視場紅外變焦鏡頭的無熱化研究[J]. 鄧鍵,童衛(wèi)紅,安曉強,王茜.  應用光學. 2011(01)
[3]紅外熱成像系統(tǒng)中冷反射的分析和控制[J]. 馬永龍.  光學與光電技術(shù). 2010(06)
[4]新型成像導引頭光學系統(tǒng)的消熱差設計與評價[J]. 胥尤欣.  紅外與激光工程. 2008(S2)
[5]制冷型中波紅外變焦鏡頭[J]. 王海濤,郭良賢.  紅外技術(shù). 2007(01)
[6]衍射光學及其在紅外成像系統(tǒng)中的應用[J]. 孟劍奇.  航空兵器. 2006(06)
[7]制冷型紅外熱像儀冷反射效應的數(shù)理分析[J]. 李忠.  艦船科學技術(shù). 2006(06)
[8]高性能紅外成像導引頭設計中值得重視的幾個問題[J]. 范晉祥.  紅外與激光工程. 2006(S1)
[9]紅外導引頭綜述[J]. 趙善彪,張?zhí)煨?李曉鐘.  飛航導彈. 2006(08)
[10]光學系統(tǒng)無熱化設計在空空導彈上的應用研究[J]. 張運強.  航空兵器. 2006(03)

碩士論文
[1]中波紅外變焦光學系統(tǒng)研究[D]. 王艷彬.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]人眼安全下紅外/激光導引頭光學系統(tǒng)總體設計[D]. 付彥輝.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]大相對孔徑連續(xù)變焦物鏡設計[D]. 陸強.蘇州大學 2010
[4]紅外/激光雙模導引頭光學系統(tǒng)設計研究[D]. 況耀武.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[5]基于實測數(shù)據(jù)和粒子系統(tǒng)的尾焰紅外圖像仿真方法研究[D]. 許春圣.西安電子科技大學 2009
[6]雙視場折/衍混合中波紅外變倍望遠系統(tǒng)研究[D]. 楊鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3664349