文档介绍：摘要
近年来,随着变焦距系统光学设计理论的完善以及加工工艺的成
熟,变焦距光学系统的种类日益丰富,成像质量逐渐提高,可与定焦系
统相媲美,因此广泛的应用到各种工作生活领域中。在这种情况下,研
究变焦距系统的设计无疑具有重要意义。
本论文根据衍射光学元件的成像原理及红外变焦光学系统
的技术特点开展研究,完成了如下工作
综迷的应用发展及红外变焦距系统的发展历史。
木文研究了衍射光学元件的光学特性及其在红外系统中的应
用。衍射光学元件在光学系统中己经得到广泛应用。但在国内衍射元件
的应用才刚刚开始。本文结合国内外资料,对衍射光学元件的光学特性
进行描述和总结,以对后面的研究提供必要理论基础。
分析了的成像理论及变焦距系统的高斯光学理论。并以此
为基础,利用传统的、呀法设计了一套红外变焦距光学系统。
从光学自动设计的角度出发,依靠辅助光学设计软件
的强大功能,尝试了另一种变焦系统的设计方法,即利用现有的专利数
据将理想光学系统转换为恒定数折射衍射混合红外变焦光学系统。
结果表明卜系统数为且恒定不变,光学传递函数接近衍射极限。
关键词红外变焦系统衍射光学元件折射衍射混合透镜光学设计
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长春理工大学硕士学位论文原创性声明
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作者签名泊娘卫牢年少业
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作者签名自乙取呵年立月梦
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第一章绪论
非球面光学元件以及衍射光学元件
在红外系统中的应用是国内外研究的热点问题,文章将从红外系统的发
展概况和非球面光学元件、衍射光学元件的发展情况出发,论
述非球面、衍射球面光学元件的发展、应用情况以及变焦系统的变焦理
论,进而提出本论文的研究目的和内容。
妇,红外光学及红外系统简介
波长在。阿一林的波段称为红外波段。红外波段通常分为
四个区域近红外一脚、中红外一“、中远红外〔一脚
和远红外一娜。红外波段人眼不可见,但是它可以被红外敏
感的探测器接收到。例如,若将手从黑板的背面摸一下黑板,然后将手
移开,用红外热像仪对准黑板,就可以从监视器上看到手的图像,虽然
手已移开,但黑板上手的余温发出的红外辐射依然存在,热像仪接收了
这个辐射并把它转换成视频信号,在监视器上就形成了手的图像。自
年威廉姆· 赫青尔发现红外辐射之后至今已经有多年的历史
了,早期发展缓慢,直至上世纪二次世界大战期间和战后,随着军事上
和航天上的需要,红外技术才得到了迅猛的发展。近些年来,红外技术
在军事、医学、工业等领域的应用越来越广泛例如导弹的红外导引头、
人造卫星上的红外扫描仪、医学上的乳腺癌诊断仪、工业红外测温计等
仪器和装置都是应用了红外技术制作出来的〔,,。
红外系统通常由光学接收器、光电探测器、信号处理器与显示器三
大部分组成阁。整个系统涉及到大气传输特性、光电探测器件和光电转
换等多种知识和技术。
光学系统在红外系统中的作用十分类似于用于接收目标回波的雷
达天线,就是接收辐射能量,并把它传送给探测器。可见光和红外本质
上都是电磁波,只是谱段不同,用于可见光系统设计的工程光学的基本
理论和设计方法,同样可用于红外光学系统的设计闭
但是,红外光学系统基本结构、材料、薄膜以及涉及光学系统与探
测器祸合的辅助光学系统,有其特殊的一面。这些不同于普通可见光学
系统的特点
红外光学系统通常是大相对孔径系统。红外系统的目标一般较
远,辐射能量也较弱。所以红外物镜有较大的孔径,用来收集转名的红
的性能可能会有不同的结果。
孔径
对于孔径的要求可以用数、数值孔径、入瞳直径或者出瞳直