可見光/紅外雙波段共光路光學系統設計

王藝棟，李文強，孟慶斌

(1.南京理工大學，南京 210000； 2.中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，河南 洛陽 471000)

0 引言

在軍事和安防領域常使用可見光和紅外波段混合探測實現全天候監視偵察，目標在不同觀測波段系統下成像的特征信息不同，可見光的波長短、分辨率高，但是只能在光照充足的情況下使用，紅外波段利用溫差進行探測，能夠晝夜進行觀測，但是波長比可見光長，分辨率相比可見光低一些。通過多波段探測能夠有效利用多波段獲取的目標信息，對背景進行抑制，提高目標的探測概率，降低虛警率[1-8]。

目前世界上先進的光電探測設備大多采用多波段集成的模式，早期的多波段觀測常用的方式是各波段光路獨立。隨著設計水平的提高和加工工藝的發展，多波段共孔徑成為光電系統發展的方向，文獻[1]介紹了第三代光電探測設備發展的趨勢，多波段通過共用望遠系統實現高度集成化，進一步減小系統空間和體積；文獻[2]設計了可見光、激光、紅外共望遠系統的光學系統；文獻[3]設計了中波紅外和長波紅外共光路的光學系統；文獻[4]設計了多波段共用反射式主次鏡的光學構型。

本文采用折射式光學系統，選用可見光和長波紅外作為兩個觀測波段，具有可見光分辨率高、長波紅外能夠在夜間工作等特性。可見光與長波紅外焦距相同，白天可以實現可見光紅外實時成像，觀測信息相同，有利于后期圖像融合。將可見光與長波紅外融合在一起，共用光路，大幅度減小了系統的體積，滿足機載光電系統輕量化要求。……