红外变焦光学系统设计及性能分析

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1、长春理工大学硕士学位论文红外变焦光学系统设计及性能分析姓名：孟超申请学位级别：硕士专业：工学光学工程指导教师：付芸20100301摘要随着各国社会生产的需要，红外变焦光学系统在各行业中的应用也不断增多，并且逐步成为目前各国研究的一个重要领域。红外变焦光学系统的诞生实际上是建立在可见光变焦系统的发展基础上，其不仅可以实现短焦时，大范围的概观，而且可以进行长焦时，小范围的细观，另外，凭借着红外光本身的一些特性，在不同领域中得到了广泛的应用。本文在总结了各种变焦形式和设计方法的基础上，提出了红外变焦系统的设计方法，并理论推导了变焦系统的实现过程，得出变焦的必要条件。在

2、设计红外光学系统时，不仅要考虑变倍比、像质等是否要满足设计要求，还需要合理选择变倍组和补偿组，从而获得合理的变倍曲线，使系统变倍过程尽量简单。本设计采用机械补偿的负组补偿方式，成功设计了4倍、连续变焦的远红外变焦光学系统。由于本设计要求中，对系统总长有严格要求。经过对衍射光学的特性进行研究和分析，将衍射光学元件(DOEl引入该系统的设计中，成功缩短了系统总长，以达到满足设计要求的目的。并且，为了提高红外系统的能量透过率，研究了满足系统透过比要求的膜系。在最终设计结果看，像面稳定、像质良好、凸轮曲线平滑，完全满足设计要求。关键词：红外光学变焦机械补偿衍射光学红外增

3、透膜ABSTRACTWiththedemandforsocieties’productionofmanycountries，theinfraredzoomsvstemhasbeenwidelyusedinmanyfields，furthermore，itisbecominganimportantreseaI℃hp砌intheworld．Thenaissanceofinfraredzoomsystemdesignbasedonthetheoryofvisiblelightzoomsystemdesign．Itcanmakenotonlyageneralobserv

4、ation．inShortfoc越，butalsoacarefulobservationinlongfocal．Then,owningtoitsadvantages，infraredzoomsvstemhasmoreusedindifferentfie／ds．Inthepaper,somezoommethodsanddesignmethodshavebeensummedup．Then．thedesignmethodofinfraredzoomsystemisproposed，andtherealizedcourseofzoomsvstemisdeducedint

5、heory,theessentialconditionsareachieved．Inthedesigntourse．虹lezoomratioandzoomqualityarenecessarytoconsider,andthezoomsystemandthecompensationsystemarealsonecessarytoconsider．Afterthat，therationalzoomratiocalveis0btained．thezoomchangingcourseismoresimple．Thenegativecompensationsystemi

6、nmechaniccompensationmethodsisusedinthedesign，andfourtimescontinuouszoomingIRopticssystemisobtained．Asthetotallengthofthesystemhasastrictdemand,aftertheresearchandanalysisondiffractiveopticsproperties，thediffractiveopticalelements(DOE)isusedinthedesignofthesystem．thetotalsystemlength

7、iscutdown,thesystemdesigndemandissatisfied．However,toraise也etransmissionoftheenergyofIRsystem，thefilmsystemthatissatisfiedtothedemandofsystemisresearched．Forthefinalresult，zoomisstable，zoomqualityisfine．camcun，eissmoothness，thedesigndemandissatisfied．Keywords：InfraredopticsZoomMechan

8、icalCompensa