离轴抛物面反射式红外平行光管设计

文章阐述了一种由离轴抛物面反射镜和平面反射镜组成的红外平行光管,然后从两个方面对这种红外平行光管进行了详尽的分析.一方面对离轴抛物面反射镜的焦平面成像质量进行了详细的分析,另一方面为了提高平行光管结构设计的合理性,通过ANSYS软件对该平行光管进行了模态分析,为改进平行光管结构提供了理论依据,进而阐述了改进平行光管的方法.     

基于反射式平行光管法的紫外透镜焦距测试研究

光学透镜是光学仪器中最基本的器件,而焦距又是光学透镜最重要的特性参数,如何精确测量透镜的焦距一直以来都是研究重点,然而目前鲜有针对紫外透镜焦距测试的研究。本文结合紫外透镜的特点,对一种基于反射式平行光管的紫外透镜焦距测试方法进行了研究,并以此设计出了一套紫外镜头焦距测量系统,同时选用了不同焦距的紫外镜头进行了实验,最后对系统进行了误差分析。实验结果表明,该测量系统可以对紫外镜头焦距进行高精度测量,25 mm镜头的测量误差为2.041%,100 mm镜头的测量误差为0.934%,验证了测量系统的准确性。     

折射式红外平行光管设计

针对导弹红外成像系统调试和测试的需要,设计了一种折射式红外平行光管。平行光管由准直物镜、红外靶、红外靶温度控制系统和镜筒等部分组成。准直物镜采用柯克3片式结构,且为像方远心光路,红外靶由镂空的铜板靶面和靶面后面的黑体组成,红外靶控制系统控制红外靶温差在0.2~8℃可调。对准直物镜的成像质量进行了分析,并给出了红外靶温度控制原理图。     

基于ZPL宏指令的大口径反射式平行光管设计

大口径、长焦距离轴三反射镜系统的设计过程中会出现透镜的挡光问题.传统的优化方法降低了光学设计的效率,对成像质量有负面影响.实践表明用ZPL宏指令可以解决这个问题.反射式平行光管设计指标为:通光口径500 mm,焦距4000mm,波长范围为400～1400 nm,有效视场2°×1°,点列图优于6 μm.根据设计指标计算了同轴三反射镜(TMA)系统的初始光学结构参数,借助Zemax软件中的ZPL宏指令得出最终设计方案.结果表明:各个视场的点列图均优于6 μm,波像差均优于λ/25,满足设计指标.ZPL宏指令辅助设计在离轴多反射镜系统中能控制系统结构,避免挡光,提高设计效率和成像质量.     

基于1.06/1.54μm激光的离轴折反式平行光管物镜设计

设计了λ1=1.06μm,λ2=1.54μm,f=1000mm,D=167mm,2ω=0.6°的平行光管物镜,由于系统要求低成本、中心无遮拦且结构简单紧凑,故采用离轴折反射结构形式.初始结构中,主镜采用抛物面反射镜,在其成像光束中加入一个光焦度为零且有空气间隔的同种材料组成的双透镜组,消除了正弦差.同时为了减小补偿透镜组的口径,使它们适当地靠近像面位置.利用ZEMAX优化结果表明传递函数达到衍射极限,完全满足设计要求.     

长焦距宽视场离轴三反光管设计

针对大口径、长焦距、宽视场平行光管高像质的应用需求, 提出一种采用离轴三反射镜结构的平行光管。从共轴三反理论出发, 推导出系统的初始结构;并且在用zemax软件优化时, 提出一种基于ZPL语言优化离轴量的方法。设计出一个焦距10 m, 视场21的离轴三反平行光管。设计结果表明, 系统像质接近衍射极限, 全视场波像差RMS值优于/200(=632.8 nm), 系统总长度小于f'/3, 为大口径、长焦距、宽视场光管设计提供了一种设计方法。     

扰动环境中红外平行光管光路的优化设计

为了降低在振动环境中红外平行光管形变量对检测精度的影响,提高红外平行光管结构设计的合理性,文章应用有限元原理通过ANSYS软件对一种由离轴抛物面反射镜和平面反射镜构成的红外平行光管进行了模态分析,得出系统的固有频率和平行光管壳体的形变量分布,为改进平行光管结构提供了理论依据,进而提出了一种红外平行光管的改进光路,该光路不仅能提高在振动环境下红外平行光管的检测精度,而且能够减少红外平行光管的体积和质量.     

一种离轴抛物面准直光管的设计

论述了一种用于为某可靠性测试设备提供红外模拟目标源的离轴抛物面准直光管系统的结构选择.按照焦距f=960mm,相对孔径1:6,视场0.6°,工作谱段0.8～1.4μm的技术要求,对准直光管的光学系统进行了设计.反射式光学系统,能做到大口径和无色差及轻量化设计,系统光利用率高.因系统要求中心无遮拦,故选用离轴抛物面式准直系统.为进一步改善系统像质,采用了离轴高次抛物面式主反射镜与次反射镜以及补偿透镜组的设计方案.模拟实验表明,此准直光管的主要性能满足使用要求.     

离轴椭球面的反射式补偿检验

使用要求离轴椭球镜的面形PV(峰谷)值优于0.4λ(λ=351 nm)。根据三级像差理论球差表达式和补偿检验原理,得出检测光路中球面补偿镜的半径表达式。由已知数据求解补偿光路的初始结构参数,并带入软件中得到优化后的设计结果,优化后的结果和初始结构参数没有变化,说明补偿光路的求解方法是正确的。考虑到元件的加工误差和检测光路的调试误差,将误差带入检测光路进行模拟分析后,得出被检元件的面形精度:取98%的合格概率时,椭球镜的面形PV为0.379λ(λ=351 nm),能够满足使用要求,说明离轴椭球面的反射式补偿检验法是可行的。     

反射内存网在红外图像实时生成系统中的应用

针对红外图像实时生成系统中帧图像数据传输的高实时性需求,提出了一种以反射内存为基础的红外图像数据实时传输方案,并给出了一种实时网络性能指标测试方法,基于该方法对反射内存网的实时指标进行了考核.实验表明:采用DMA数据读写模式、实时优先级的进程控制、非冗余传输模式,所提出的实时传输方案可满足红外图像数据传输的高实时性需求,同时,该方案具有模块化程度高,配置灵活,便于调试、扩充和升级等优点.     

利用相位差异技术检测离轴三反光学系统的波前误差

阐述了基于相位差异(PD)的波前传感技术的基本原理,针对该技术的目标函数变量多、非线性程度高等特点,提出了基于遗传算法的相位差异技术。开展了利用相位差异技术实现离轴三反光学系统在不同装调阶段的波前检测,结合干涉检验方法设计了针对扩展目标的相位差异高分辨率成像和相位估计对比实验。通过定量移动高精密平台获得焦面和离焦图像,并将解算的波前图与干涉仪的检测结果进行定量比对,验证了相位差异技术提高成像质量和正确解算波前相位信息的能力。实验结果表明,对于粗装调的光学系统,估算的波前和干涉检验结果偏差的均方根(RMS)值仅为0.0329λ;对于装调完成后的系统,相位差异技术的检测偏差RMS值小于0.013λ。     

可见光/红外双波段离轴三反光学系统优化设计

为满足多波段、长焦距、大孔径、紧凑结构的设计要求,对反射式光学系统进行了研究.以同轴三反系统的成像理论为设计基础,为避免光学系统遮拦同时提高成像质量,利用Zemax软件介绍了一种优化离轴三反光学系统的方法.与采用ZPL语言的控制优化相比,该方法更加简便、直观,且无需使用复杂非球面,仅采用曲面圆锥系数即可满足设计要求,大...     

国内外红外面源诱饵弹的发展和试验方法研究

红外面源诱饵弹是一种新型诱饵弹,可有效对抗红外成像制导导弹.它能模拟被保护目标的红外特征,从而达到干扰导弹的目的.从国内外红外面源诱饵弹的发展及其工作机理出发,分析了我国舰船电子对抗(ECM)中红外面源诱饵弹的试验方法,为红外面源诱饵弹的试验鉴定提供了参考依据.     

红外检测中缺陷大小和深度的测量

文中介绍了红外层析检测的基本原理，重点讲述了缺陷深度和缺陷大小的测量方法。     

红外系统空间点目标探测距离测试

描述了一种成像型红外系统对空间点目标探测距离的内场测试方法,介绍了以灰度描述的点目标图像的信噪比定义、空间点目标及背景的辐射特点、目标检索算法以及照度等效原理,详细描述了测试设备的搭建方法和各项参数的选取原则,并给出了相关参数的计算实例。     

红外热像仪在诊断鼻咽癌中的应用

为探讨远红外热像仪在诊断鼻咽癌中的价值,对经病理证实的184例鼻咽癌热图进行了分析。NPC患者热图呈现松树形及宝盖形占5．5％,点状形占32．6％,异常形态（变异松树形、变异宝盖形、山丘形）占625,温差＞1．0℃者占76．1％（140／184）。与病理、CT检查符合率分别为97．3％,97．8％。漏诊率2．2－2．7％,而EB－VCA－IgA EB-EA-IaA漏诊率分别为14．8％、47．8％。     

卫星成像的反射式三维重构像技术

衍射极限的限制使得望远镜对卫星成像极其困难。通过测得反射强度和卫星距离的信息,采用重构像技术,就有可能得到卫星的像。本文介绍了美国HI-CLASS卫星三维重构像技术,并对其工作原理进行了分析,给出了其工作条件和性能指标。