小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计_于剑
4米离轴反射式平行光管
4米离轴反射式平行光管1.引言1.1 概述概述：4米离轴反射式平行光管是一种光学仪器，它通过将光线经过特殊设计的镜面反射系统传输，并实现光线平行传输的功能。
相较于传统的光学元件，这种光管具有更高的光学精度和传输效率。
在传统的光学系统中，由于光线经过多次反射和折射，会产生透射损耗和像差等问题。
而4米离轴反射式平行光管则通过特殊的光路设计，可以减少透射损耗和像差的产生，使得光线能够更加精确地传输。
该光管的工作原理基于离轴反射，通过将光线从一侧入射，经过多次反射后，从另一侧出射。
通过合理设计反射面的曲率和角度，可以实现光线的平行入射和平行出射。
这种设计不仅可以减少光线的损失，还可以提高系统的光学性能。
4米离轴反射式平行光管在许多领域都有广泛的应用。
例如，在光学实验中，它可以用于将平行光引导到要求高精度测量的光学器件上，从而提高测量的准确性。
在光通信领域，它可以用于传输光信号，提高传输距离和传输速率。
在激光加工中，它可以用于实现更精细的激光切割和焊接。
总之，4米离轴反射式平行光管是一种具有重要应用价值的光学仪器。
通过合理的设计和优化，可以实现高效的光线传输和精确的光学性能。
随着科学技术的不断发展，相信该技术在各个领域将有着更广泛的应用前景。
文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述：第一部分是引言，主要包括概述、文章结构和目的。
在概述中，我们将简要介绍4米离轴反射式平行光管的基本原理和应用领域。
文章结构部分将介绍整篇文章的具体结构安排，以帮助读者了解文章的组织和编排方式。
最后，在目的部分我们将明确本文的目的，即通过对4米离轴反射式平行光管的原理和应用进行介绍，增进读者对该领域的理解和认识。
第二部分是正文，主要包括4米离轴反射式平行光管的原理和应用。
在原理部分，我们将详细讲解该光管的工作原理、结构特点和基本原理。
通过对其光路和光学特性的分析，读者可以对其工作原理有一个全面的了解。
紧凑型长焦距平行光管的设计_韩冰
应 用 光 学 ２０１３，３４（４） 韩 冰 ，等 ：紧 凑 型 长 焦 距 平 行 光 管 的 设 计
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连接面。支杆内部设计有加强筋与镂空的减重槽， 实现高支 撑 刚 性 与 轻 质。为 确 保 主、次 镜 间 距，还 设计了４ 根 ４Ｊ３２ 铟 钢 拉 杆，在 保 证 结 构 强 度 的 同 时 ，还 能 使 系 统 在 较 大 温 度 冲 击 的 情 况 下 确 保 系 统 像质和焦面稳定。为实现平行光管俯仰角度的旋 转，框架结构增加了２个辅助转轴支架，结构形式与 支杆的设计基本一致。连接支杆结构如图５所示。
１ 平行光管结构形式选择
根据相机 外 场 检 测 需 求，目 标 模 拟 器 采 用 大 口径、长焦 距 平 行 光 管 作 为 平 行 光 发 生 设 备。 其 常规光路结构有：牛顿 式、离 轴 式、卡 塞 格 林 式、离 轴反式等。
由于平行光管主要用于空间相机的外场测试 工作，相机工作状态有 可 能 是 在 完 成 装 星 后，其 中 心高度距地面达到５ｍ，因 此 用 户 单 位 要 求 平 行 光 管具有质量 轻、体 积 小、性 能 稳 定、成 像 质 量 好 等 特点。备选结 构 中，单 镜 系 统 的 牛 顿 式 和 离 轴 式 平行光管，虽 然 结 构 简 单，像 质 稳 定 性 较 好，但 结 构 长 度 较 大 ，便 携 性 与 操 作 性 较 低 ；卡 塞 格 林 式 平
行光管光路结构紧凑、质 量 较 轻，但 该 机 构 有 中 心 光；综合考虑，采 用 离 轴 两 反 式 的 设 计 方 案，可 以 在保证成像 质 量 与 使 用 的 条 件 下，充 分 提 高 系 统 的使用效率及其通用性 。 ［５－１２］
２ 平行光管光学设计
设计的平 行 光 管 焦 距 为 １２ ０００ ｍｍ，有 效 口 径 Φ４００ｍｍ，无遮拦。像面 处 线 视 场 为 ３０ ｍｍ× ３０ｍｍ。初步 设 计 结 果：平 行 光 管 光 路 采 用 离 轴 两反式结构，主 镜 为 离 轴 抛 物 面，次 镜 为 双 曲 面， 主镜口径 Φ４００ｍｍ，次镜口径为 Φ６０ｍｍ，主次镜 间隔为７００ｍｍ，平面折 转 镜 口 径 为 Φ７０ ｍｍ。 平 行光管设计光路如图１所示。
一种提高四杆靶标空间频率的光学系统设计
一种提高四杆靶标空间频率的光学系统设计宋佩珊;白廷柱;徐长彬;夏寅辉;邵龙【摘要】Because the small-sized four-bar targets used in high-performance infrared imaging system MRTD testing are difficult to process and even impossible to process under the existing machining processing level,an off-axis three-mirror imaging optical system was designed by using ZEMAX software.The imaging optical system is made up of three aspheric mirrors and the magnification is 0.4.The simulation results show that the imaging quality of the designed op-tical system is good and closes to the diffraction limit,and this optical system can meet the MRTD testing requirements of the high-resolution infrared imaging system.%针对高性能红外成像系统MRTD测试用的小尺寸四杆靶标加工难度大,甚至以现有加工水平根本无法加工的问题,采用ZEMAX软件设计了一款离轴全反射成像光学系统.系统由三个非球面反射镜组成,放大倍数为0.4.仿真结果表明,本文设计的光学系统成像质量良好,接近衍射极限,加入现有的测试系统中可以满足高分辨率红外成像系统MRTD测试需求.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)004【总页数】5页(P490-494)【关键词】四杆靶标;空间分辨率;光学成像;离轴三反【作者】宋佩珊;白廷柱;徐长彬;夏寅辉;邵龙【作者单位】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;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;华北光电技术研究所,北京 100015;华北光电技术研究所,北京 100015;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【正文语种】中文【中图分类】TN214;TH74红外成像系统的多项性能指标中,最小可分辨温差(Minimum Resolvable Temperature Difference,MRTD)是红外成像系统温度分辨率和空间分辨率的综合评价参数,在对MRTD进行测试时,需要将不同空间频率且高宽比为7∶1的四杆靶标作为探测目标,最小可分辨温差能同时反映系统的温度灵敏度和空间分辨力,它融合了系统的成像质量与观察者的主观因素,是评价红外成像系统性能的一个重要参数。
可见和红外光学系统光轴平行性外场标定
可见和红外光学系统光轴平行性外场标定作者：孟庆华来源：《科技创新导报》 2014年第8期孟庆华(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春 130033)摘要:光电经纬仪在外场使用一段时间后，可见和红外光学系统的光轴平行性可能发生变化，需要在外场进行标定。
采用卡塞格林反射式平行光管进行子口径分束，利用平面反射镜对光束进行折转得到两束平行光。
两束平行光分别对准红外和可见光学系统，利用亚像素细分技术计算质心可得到红外和可见光学系统平行性。
实际结果表明：两束平行光平行性经标定后可达到1＂，红外和可见光学系统平行性可达到7＂。
关键词：光电经纬仪光轴平行性外场标定亚像素细分中图分类号：TN247 文献标识码：A 文章编号：1674-098x(2014)03(b)-0200-01光电测量设备是集光学、机械、电子、伺服控制、信息和计算机多学科技术集成的综合性光学测量仪器，是现代军事科学技术高速发展的结果，在国防、军工、航空和航天等领域的发展和应用日趋广泛[1-3]。
在靶场使用的小型光电经纬仪同时具有可见和红外多个光学传感器，这些传感器的光学系统光轴应严格平行，保持指向一致，光学系统光轴的平行性是多光轴系统的一个重要指标之一。
这些传感器的光轴平行性在出厂前都进行过严格标定，在外场使用一段时间后，各光学系统光轴之间的平行性仍然可能发生变化，因此需要在外场对各光学系统光轴进行标定。
该文介绍了具有可见和红外光学系统的小型光电经纬仪的光轴平行性的标定方法，采用卡塞格林平行光管进行子口径分束，利用亚像素细分技术测量得到红外和可见光学系统平行性。
采用半导体激光预瞄准，大大节省了对准时间。
卡塞格林平行光管子口径分束装置可固定在三脚架上，极大方便了在外场的标定工作。
1 标定装置原理光轴平行性标定装置原理见图1，该装置由卡塞格林系统、平面反射镜和半导体激光器组成。
卤素灯照明星点孔，光线经卡塞格林系统的主次镜反射，准直为平行光，把光束左右两半分别经平面反射镜1和平面反射镜2反射，再由平面反射镜3和平面反射镜4反射形成两束平行光，分别射向可见和红外光学系统。
红外辐射测量系统外场标定方法及飞行目标亮度反演方法
红外辐射测量系统外场标定方法及飞行目标亮度反演方法禄晓飞;盛捷;赵慧【摘要】对于外场红外辐射特性测量设备，标定建立了输出灰度和输入能量之间的对应关系。
通过构建中心红外系统外场标定体系，分析了直接扩展源标定、间接扩展源标定、小面元黑体近距离成像标定的能量传递过程、标定试验过程以及3种标定方法得到的系统响应度和系统底灰度的物理含义，指出了它们的相同和不同之处，进行了一致性分析。
给出了采用标定数据计算飞行目标亮度的方法并提出了中距离外场红外辐射测量实验方法，对大气透过率软件和标定方法进行验证。
%For outdoor infrared device, the calibration process establishes the relationship between input energy and output gray. This paper constructs the outdoor calibration system of infrared device, analyzes the energy transporting process of calibration by collimator, calibration by near blackbody, calibration by overlap blackbody, and demonstrates the process of calibration. By analyzing the physical meaning of calibration parameters, this paper points out the same aspects and different aspects of system response,based on which the method of computing luminance of aircraft is proposed. Also this paper proposes the method of measuring blackbody with middle range, which can be applied to validate the atmospheric transmittance and method of calibration.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】7页(P154-160)【关键词】外场标定;平行光管;小面源黑体;幅亮度;大气透过率【作者】禄晓飞;盛捷;赵慧【作者单位】酒泉卫星发射中心，甘肃酒泉 732750;酒泉卫星发射中心，甘肃酒泉 732750;酒泉卫星发射中心，甘肃酒泉 732750【正文语种】中文【中图分类】TN216随着反导武器技术的快速发展，飞行器突防性能越来越受到重视，对飞行器突防性能综合评估的要求也越来越高[1]。
折射式红外平行光管设计
第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-05-04作者简介：关英姿（），女，满族，黑龙江哈尔滨人，教授，主要从事光学目标仿真技术的研究。
yz@折射式红外平行光管设计关英姿1，康立新2，高伟志2(1哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001；2哈尔滨精佳光电技术有限公司，哈尔滨150001)摘要：针对导弹红外成像系统调试和测试的需要，设计了一种折射式红外平行光管。
平行光管由准直物镜、红外靶、红外靶温度控制系统和镜筒等部分组成。
准直物镜采用柯克3片式结构，且为像方远心光路，红外靶由镂空的铜板靶面和靶面后面的黑体组成，红外靶控制系统控制红外靶温差在0.2~8℃可调。
对准直物镜的成像质量进行了分析，并给出了红外靶温度控制原理图。
关键词：应用光学；红外平行光管；像方远心光路；红外靶中图分类号：TH743文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0586-03Design of the refr active infrared collimatorGUAN Ying-zi 1KANG Li-xin 2GAO Wei-zhi 2(1.School of Astronauti cs,Harbin Ins tit ute of Technology,Harbin 150001,China;2.Harbin Jingjia Photoelectricity Technology Co.Ltd,Harbi n150001,China)Abstr act:A refractive infrared collim ator was designed for the adjustment and measurem ent of the infrared imaging system in the missile.The collimator consists of a collimating object lens,an infrared target,a temperature controlling system for the target and a tube.The collimating object lens employs Cooke triplet with a telecentric optical system in the image field.The infrared target includes a copper area and a black body behind the target area.The temperature controlling system can vary the temperature difference of the target between 0.2~8℃.The imaging quality of the collimating object lens is analyzed and the principle of the temperature controlling for the target is present.Key wor ds:Applied optics;Infrared collimator;Telecentric beam path in image space;IR target0引言红外平行光管作为无穷远目标模拟器在红外系统的调试和测试中得到了广泛的使用[1]。
一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法
一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法。
【文章标题】：深度探讨一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法【前言】在光学领域，离轴光学系统可以提供更广阔、更清晰的视野，对于各种光学应用来说都有着重要的意义。
本文将就一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法进行深入探讨，并共享一些个人观点和理解。
【正文】1. 背景介绍一种大视场离轴rc式平行光管光学系统是指在光学仪器中采用的一种离轴光学设计，能够有效地提高成像质量和视野范围。
相比传统的光学系统，这种平行光管光学系统在成像质量和光学性能上有着明显的优势。
在本文接下来的内容中，我们将对其制作方法进行全面评估。
2. 制作方法概述一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法主要包括光路设计、光学元件选择、组装调试等步骤。
在光路设计阶段，需要考虑光学系统的离轴特性及成像要求，合理选择适合的光学元件，并进行仿真分析。
在元件选择方面，需要根据具体要求选取优质的镜片、棱镜、透镜等光学元件。
在组装调试阶段，需要严格控制光学元件的位置和角度，以保证光路的精确度和稳定性。
3. 深入探讨制作方法为了更深入地理解一种大视场离轴rc式平行光管光学系统的制作方法，我们需要逐步分析光路设计、光学元件选择和组装调试等关键步骤。
光路设计应该充分考虑光学系统的离轴特性，采用适当的离轴设计手段，如采用rc式设计来优化成像质量。
在光学元件选择方面，需要根据光学系统的性能要求，选择具有优良光学性能的光学元件，如高透射率、低色散率的镜片和透镜。
在组装调试过程中，应该严格按照设计要求，进行精确的光学元件位置调整和角度校准，以确保光路的稳定性和成像质量。
4. 基于个人观点和理解的分析个人认为，制作一种大视场离轴rc式平行光管光学系统需要综合运用光学设计、光学加工和精密仪器组装等多个技术领域的知识。
在实际制作过程中，需要高度的技术水平和严谨的工作态度。
随着光学技术的不断发展，制作方法也在不断地演进和完善，未来有望实现更加高效、精确的制作方法。
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小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计
摘要：基于红外探头视场的标定原理和技术，设计了一种技术指标为焦距f=800mm、有效口径D=160mm、工作波段14～16
于剑，等：小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计
第1期9
的很大波长范围内工作，传输能量大，系统透过率高。
所以拟采用反射式系统。
而在球面反射镜和非球面反射镜两种方案中，球面反射镜仅有一个参数R 决定其面形，它在系统中当光阑位于球心时，不产生像散，球差也很小。
非球面其面形是由几个参数决定的，能使平行光束完善地会聚于一点，但加工难度大。
由于被测件精度要求较高，所以选用抛物面反射镜，为保证反射面不变形，中心厚度应取厚一些。
为使抛物面反射镜的焦点正好在光轴上，同时光管要求在有效孔径内不能被遮挡，所以要从大的抛物面镜中偏离光轴切割出所需孔径，这样便成为离轴式抛物面反射镜［2］。
离轴的特点使平行光管成像不会产生很大的模糊，这一特点是非常有价值的，主要是由于发射或接收的信号都没有被遮拦。
偏斜的反射镜为平板式，对从红外平行光管出射的光束进行重导，整个反射镜的光学特性较为成功。
该光管作为准直光源使用，其原理是在光管离轴抛物面反射镜焦点处放置一光源，其发出的一束光入射到平面反射镜后，经反射投射到离轴抛物面反射镜上，然后形成具有一定准直精度的平行光。
实际使用中，红外光源是不可能放在焦点处的，通常采用在焦点处放置光阑孔，用具有足够张角的红外光源照亮，从而形成等效光源。
光阑孔的大小就是抛物面反射镜焦点上的光源直径的大小，它决定光管出射的平行光的张角。
3设计思想
根据系统的技术指标，焦距f =800mm ，有效口径D=160mm ，工作波段14～16
1时二次曲面为抛物面。
根据已知数据，应用ZEMAX 软件进行离轴设计，选取主镜和次镜的离轴量，在设计过程中对数据进行调整及优化。
优化后系统结构参数如表1所示。
将离轴量h 与a 、b 综合考虑，经过几次试取h 值后，离轴量h=110mm ；主镜与次镜距离640mm ；平面镜半径尺寸为16mm ；a 大约为8.8mm ，b 大约为66.7mm ，满足a 、b 距离的要求。
在设计过程中得到以下结论：
（1）当主镜的离轴量增大时，平面反射镜的最大尺寸也在增大，而a 也在变大，则平面镜的可调范围也越大［4］。
（2）由离轴抛物面反射式平行光管的工作原理可以看出，平面反射镜只是起到了折转和折叠光
1—黑体2—调制盘3—小孔光阑4—平行光管5—平面反射镜6—离轴反射镜
7—二轴转台8—小视场红外探头
9—电测箱
10—计算机
图1小视场红外探头视场标定装置
Fig.1The equipment for calibration of
small FOV infrared probe
路的作用，因此对平面反射镜位置的恰当放置可以减轻平行光管的体积和重量［5］。
4像质评价
由准直度与分辨力之间的关系式
为准直精度；f '为系统焦距；d 为系统最
小弥散斑直径。
根据上述公式
d ≈30"m 即，系统各视场的弥散斑直径要小于
116.355
m ，由图5的MTF
曲线图可以看出各视场传递函数曲线也基本与衍射
极限重合，而图6系统波前图可以看出波前差为0.0878个波长已经达到1/11个波长。
综合以上像质分析，系统成像质量良好，且达到所要求的准直精
度。
5结论
为实现对红外探头进行视场标定，本文设计了
一种离轴反射式平行光管，根据所提出的技术指标，确定了平行光管的具体结构参数。
针对像质分析看出，该系统像差校正良好，且达到了所提出的准直精度要求，设计方案正确可行。
参考文献
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角测试方法的研究［J ］.仪器仪表用户，2008，15（6）：8-10.［2］杨力，吴时彬，高平起，等.420mm 离轴抛物面反射镜的
制造［J ］.光学技术，1998（3）：44-47.［3］王响.反射式准直系统设计与检测［D ］.中国优秀硕士学
位论文全文数据库，2007.
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设计［J ］.红外技术，2007，29（12）：701-707.
表1光学结构参数表
Tab.1
Optical structure parameters
Surf:Type Radius Thickness Glass Semi-Diameter
Conic STO (Standard )
2(Standard )3(coordinateB )4(Standard )5(coordinateB )6(coordinateB )IMA (Standard )
Infinity -1600Infinity
Infinity
800-640001600
MIRROR MIRROR
80191.3762890
142.642118
001.423216
00-100
长春理工大学学报（自然科学版）2010年
10FIELD:123RMS RADIUS:
00.628
8.971
(。