根据连续变焦理论模型, 编制连续变焦计算程序, 求得变焦系统初始解, 建立理想光学模型, 通过选材选型及迭代优化, 实现仅由 4片红外透镜及两片平面反射镜组成的中波红外连续变焦光学系统。该系统 F#为 4、工作波段为 3.7～4.8 .m、视场变化范围为 20°×16°～2.0°×1.6°、光学零件最大口径为 71 mm、零件总重 64 g, 系统包络为 172 mm×108 mm, 系统采用两个二元衍射面用于消色差, 通过材料合理配置及主动补偿实现系统消热差设计。该中波红外连续变焦光学系统重量轻、总长短、包络小, 在－40℃～＋60℃温度范围全视场成像质量良好。
光学设计 中波红外 连续变焦 消热差 optical design, MWIR, continuous zoom, athermaliza
1 北京理工大学 光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 中国科学院 光电技术研究所, 成都 610209
根据高分辨物镜各个光学元件的实测数据, 应用轴向补偿和旋转补偿法, 在仿真精密装调过程中得到了物镜轴向补偿器的最优值和各元件的最佳旋转角度。仿真结果表明, 在97.7%的置信区间内, 物镜各视场波像差RMS值从补偿前的0.087λ(λ=632.8 nm)减小到了补偿后的0.040 λ。依据获得的参数对物镜进行了装调实验, 结果表明, 激光干涉仪测得的物镜各视场波像差RMS值介于0.050～0.082λ之间, 基本达到了衍射极限的分辨率要求, 验证了像质补偿方法的有效性。
高分辨成像 精密装调 轴向补偿 旋转补偿 high resolution imaging fine assembly axial compensation clocking compensation
