基于熱光闌的大F數(shù)制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)

陳建發(fā)， 趙 泉， 蔡 猛， 任偉鋒， 潘枝峰， 王合龍

(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所，河南 洛陽(yáng) 471000)

基于熱光闌的大F數(shù)制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)

陳建發(fā)， 趙 泉， 蔡 猛， 任偉鋒， 潘枝峰， 王合龍

(中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所，河南 洛陽(yáng) 471000)

研制了一套基于熱光闌的大F數(shù)制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化熱光闌的設(shè)計(jì)參數(shù),消除了熱光闌自身輻射、外界環(huán)境雜散輻射及冷反射對(duì)系統(tǒng)性能的影響,很好地滿足了熱成像性能高、長(zhǎng)焦距、體積緊湊等設(shè)計(jì)需求。性能測(cè)試及成像效果表明，通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，反射熱光闌不會(huì)給系統(tǒng)的性能帶來(lái)明顯的變化，驗(yàn)證了熱光闌設(shè)計(jì)方法的正確性與可行性。

紅外光學(xué)系統(tǒng)； 熱光闌； 大F數(shù)； 雜散輻射； 冷反射

0 引言

軍用紅外光學(xué)系統(tǒng)為了獲得高的熱成像性能，多采用制冷型探測(cè)器。制冷型探測(cè)器光闌位于光學(xué)鏡頭之后，為實(shí)現(xiàn)鏡頭瞳孔與探測(cè)器光闌之間的銜接避免雜散輻射，必須要求100%的冷光闌效率，即光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)要與探測(cè)器的F數(shù)匹配。在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體積的嚴(yán)格限制或多F數(shù)設(shè)計(jì)的需求(即長(zhǎng)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)需要較大的F數(shù)以滿足體積的限制，短焦?fàn)顟B(tài)下需要較小的F數(shù)以獲得足夠的能量及最大化利用光學(xué)窗口的口徑)，此時(shí)就需要冷光闌可變F數(shù)或引入外置光闌(也稱熱光闌)改變光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)。冷光闌可變F數(shù)對(duì)探測(cè)器的設(shè)計(jì)具有較高的要求，實(shí)現(xiàn)存在很大的難度，目前可行的方案是引入反射熱光闌進(jìn)行變F數(shù)紅外光學(xué)的設(shè)計(jì)。……