1 中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
针对640×512长波红外制冷型探测器，设计了一种制冷型长波红外光学系统，用于对目标的红外跟踪探测。该光学系统采用二次成像结构以达到100%冷光阑效率，采用锗和硫化锌玻璃材料相结合，实现了像差校正和消色差设计，通过引入高次非球面，很好地校正了系统的高级像差，简化了系统结构。光学系统由6个镜片构成，焦距为400 mm，工作波段为7.7~9.3 μm，视场角为1.37°×1.10°，F数为2。设计结果表明：在空间频率33 lp/mm处，轴外视场MTF>0.24，接近衍射极限，具有较高的成像品质。在−35~+55 ℃工作温度范围内，通过内置调焦镜调焦来保证高温、低温环境下的成像质量，可用于宽温度范围内的红外跟踪探测。
制冷型 二次成像 高次非球面 调焦镜 cooled the secondary imaging high order aspheric surface focusing lens
中国人民解放军 91404部队, 河北 秦皇岛 066000
为满足小、远目标和空间目标的光学特性测量需求, 提出以 RC结构为设计基础, 通过曲线方程和高斯公式确立反射式光学系统初始结构参数。为达到优化设计目的, 结构中引入了二次成像中继镜组, 解决了 100%冷光阑效率问题。通过 ZEMAX建立评价函数, 仿真测试表明: 设计完成的红外二次成像折反射式光学系统口径 200 mm, 焦距 380 mm, 结构紧凑简单, 成像质量满足实际测量需求。
中波红外 光学系统设计 折反射式光学系统 二次成像 MWIR, optical system design, reflective optical sy
1 凯迈(洛阳)测控有限公司， 河南 洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院， 河南 洛阳 471009
为解决在高辐射环境中使用的红外热像仪，由于辐射导致其性能退化迅速的技术问题，采用二次成像两档变倍光学系统进行“L”型折叠的结构形式，设计了焦距为30/120 mm的非制冷红外双视场成像光学系统。其工作波段为8~12 μm，光学系统F数为1.1。设计结果表明，该系统结构简单紧凑、体积小、成像良好，在探测器对应的特征频率30 1p/mm处的MTF值大于0.4，满足应用需求。
光学设计 防辐射 非制冷红外 双视场光学系统 二次成像 optical design anti-radiation uncooled infrared dual-filed optical system secondary imaging
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
从杂散光抑制与体积压缩的需求出发, 设计出具备二次成像、实出瞳的紧凑型离轴三反光学系统。给出了一种二次成像离轴三反光学系统的初始结构搭建思路, 并运用自由曲面优化系统, 依据该方法设计出了焦距130 mm、F数1.3、线视场5°×0.1°的离轴三反光学系统。系统成像质量接近衍射极限, 具有二次成像和实出瞳的杂光抑制特性, 理论上可以实现100%冷光阑效率, 具有超小F数1.3的紧凑型特点, 可用于航空航天探测等对杂光抑制要求较高的**领域。
红外探测系统 离轴三反光学系统 二次成像 实出瞳 自由曲面 杂散光抑制 infrared detection system off-axis three-mirror optical system secondary imaging real exit pupil freeform surface stray light suppressing
1 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,吉林 长春 130022
2 长春理工大学 空地激光通信技术国防重点学科实验室,吉林 长春 130022
3 长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022
库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时，需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组，信标光传输路径长，使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加; 捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器存在相对运动，信标光传递环节多，跟踪模型复杂。针对这两个问题，首先，对比了3种传统库德光路，选择二次成像型库德光路并对其进行设计，通过设计使后续子光路光学口径减小，利于后续子光路轻小型化设计; 随后，对二次成像型库德式激光通信终端的跟踪模型进行推导，通过反射镜矩阵和坐标变换建立跟踪模型，并用Matlab-Simulink对跟踪模型进行仿真; 最后，通过地面试验，对终端的跟踪性能进行测试，实测方位跟踪最大脱靶量为8465 μrad(3σ)、俯仰最大脱靶量为5633 μrad(3σ)，满足通信要求的150 μrad(3σ)，二次成像型库德结构和跟踪模型可满足星间激光通信粗跟踪捕获和跟踪要求。
二次成像型库德光路 激光通信终端 跟踪模型 secondary imaging Coude optical path laser communication terminal tracking model
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
画幅式多光谱成像技术能够同时获取多波段光谱图像数据，在材料分析及环境监控等领域有广泛应用。采用一种基于光场成像的画幅式多光谱成像方法，利用二次成像的方法将由光场成像系统获取的多光谱图像转接成像到探测器光敏面，不需微透镜阵列与探测器光敏面直接接触，避免了对探测器的损坏，同时降低了系统安装调节的难度。此外，研究了不同通道光谱信息混叠的影响因素，采用像素灰度匹配的方法获取各通道像点的矢量坐标，实现光谱通道信息的提取。在不同光强条件下对灰度进行平场校正，获取各光谱通道的归一化通光率，用以校正通道灰度误差。搭建了实验装置，对室内目标进行多光谱瞬时探测，获取了较为清晰的多光谱图像。
光谱学 多光谱成像 光场成像 二次成像 激光与光电子学进展
2016, 53(5): 053007
为了使基于数字微镜阵列 (DMD)的电视图像目标模拟器满足不同视场成像系统的测试和评估, 本文介绍了一种变焦准直投影光学系统的设计。此变焦系统采用二次成像结构, 利用透镜组的切换来实现变焦, 为了提高像质并简化结构, 在设计中引入非球面, 光源通过全反射棱镜 (TIR)反射到 DMD上。光学系统工作在近红外波段, 长入瞳距使模拟器变焦系统与导引头光学系统光瞳相匹配, 并为导引头、模拟器提供足够的安装空间。在变焦过程中, 相对孔径保持不变。光学系统像质满足模拟器使用要求。
模拟器 变焦系统 数字微镜阵列 二次成像结构 调制传递函数 simulator zoom system Digital Micromirror Device (DMD) reimaging configuration Modulation Transfer Function (MTF)
四川长虹电子科技有限公司, 四川绵阳 621000
介绍了一种大相对孔径红外成像镜头的设计.该镜头针对制冷型红外探测器,采用二次成像设计,保证 100%冷光阑效率.在 8～10 .m波段,实现相对孔径( F数)为 1.5、视场角 2.为 18.6.的设计,其成像质量优良,传函接近衍射极限,在常规加工装调公差下易于保证应用质量.
大相对孔径 光学镜头 制冷型红外相机 二次成像 low F-number lens cooled IR camera re-imaging
设计了一种超长焦距中波红外双视场光学系统，该系统采用二次成像结构，通过透镜轴向移动实现变焦功能。设计结果表明，该系统可以实现超长焦距600~150ｍｍ的变焦功能，且中心视场在探测器特征频率201ｐ/ｍｍ处的光学传递函数值高于0.5，接近衍射极限，能够很好地满足**侦察对远距离目标同时搜索和瞄准的要求。
超长焦距 中波红外 双视场光学系统 二次成像 super-long focal length mid-wave infrared optical system with dual field-of-view re-imaging
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
介绍了一台口径为1.23 m光电望远镜的Coude光学系统，通过比较国内外地基大口径望远镜Coude光学系统的形式，结合实际情况，设计了以离轴非球面反射镜作为二次成像元件的Coude光学系统，并给出了相应的检测和装调的方法.经实际检测和装调对准后，对Coude光学系统的设计、检测和装调对准过程中的误差进行了分析和比较，证明了检测与装调方法的可靠性和先进性.该Coude光学系统的焦距为125 m，视场为1.5′，波段为0.4~5 μm，系统波像差优于λ/50(λ=0.632 8 μm)，实验室内检测波像差为λ/20.装调对准完成后对恒星观测，用ShackHartmann波前探测器测量其波前误差，得到整个望远镜Coude光学系统的波像差优于λ/4.
光学望远镜 光学检测 二次成像 光学准直 非球面 装调对准 Optical telescopes Optical testing reimaging system Optical collimators Aspherics Alignment
