红外双视场变焦距光学系统设计

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1、声明尸p月本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：揭左厶Flail：五缓：，Z。L3关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论

2、文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：拐左厶日期：乙2呈，么J3导师签名：日期：乙231么：臣太原理工大学硕士研究生学位论文红外双视场变焦距光学系统设计1嗍嬲摘要红外光学系统由于其接收的是基于物体温度的红外辐射，在实际应用中并不受环境照明情况的限制，且具有超强的侦测和揭伪能力，在国防、医疗、工业等诸多领域中都有广泛的应用。在红外光学系统中，红外双视场变焦光学系统因兼具有双视场光学系

3、统和变焦光学系统的优点使其具有更为可观的应用前景。与定焦距光学系统相比，红外双视场变焦距系统既可以在短焦端以小倍率方式对大视场范围内的目标进行搜索，又可以在长焦端以大倍率方式对窄视场目标进行跟踪和瞄准。与连续变焦距光学系统相比，红外双视场变焦距系统无需凸轮就可使变焦组和补偿组透镜沿轴向运动，具有设计和制造简单、成本低廉的优点。在红外光学系统的设计中，由于F数的大小将直接决定红外光学系统可探测距离的远近，F数越大越不利于远距离探测，目前大多数制冷型红外光学系统F数大多为4左右。因此对于红外光学系统来说，F数较小

4、设计是极为必要的。本文在分析变焦距光学系统的高斯理论和薄透镜的三级像差理论的基础上，设计了一款F数较小的红外双视场变焦光学系统。该设计是在在分析法国SOFRADIR公司生产的640*480制冷型红外探测器基础上进行的，该产品的像元尺寸为25肛rn，探测波段为7．5～9pm。红外双视场变焦光学系统的设计过程采用的方法是机械正组补偿法，系统初始结构的获得是在薄透镜的三级像差理论基础上通过MATLAB编程计算得到的，光学系统结构太原理工大学硕士研究生学位论文的设计和优化是通过Zemax软件进行的。设计结果显示此红外

5、双视场变焦光学系统的F数为2．7，焦距为42．5／290mm，视场范围为+13．3。～±2。，总长为270mm。Zemax光学软件像质评价结果显示系统在焦距为42．5mm和290mm时，成像效果最佳。关键词：红外光学，变焦距系统，双视场，光学设计，ZemaxII太原理工大学硕士研究生学位论文DUALFIELD0FVIEWD师RAREDZ00MLENSDESIGNABSTRACTThetargetsignaloftheinfraredopticalsystemreceivedistheinfraredradia

6、tionwhichisbasedonthetemperatureofthedetectedobject，thustheinfraredopticalsystemisnotrestrictedbytheambientlightingconditionsinthepplicationofmedicine，industry,militar3,Thedua‘field．of-viewinfraredapplicationotmedmmendustry,militalw．edualfield0f-viewnfrared

7、zoom，-iopticalsystemhastheadvantagesofboththedualfield-of-viewopticalsystemandthezoomopticalsystemandhasconsiderableapplicationprospect．Comparedwiththefixedfocallengthopticalsystem，dualfield．of-viewinfraredzoomopticalsystemcansearchthetargetinthelargefieldo

8、fviewusingtheshortfocallengthlensandlocateandtrackaccuratelythemovinggoalinthenarrowfieldofviewusingthelongfocallengthlens．Comparewiththecontinuouszoomopticalsystem，thedualfield-of-viewinfraredzoomopti