红外系统光学系统

合集下载

code v红外光学系统设计流程

code v红外光学系统设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!《红外光学系统设计流程》一、需求分析阶段。

在进行红外光学系统设计之前，首要任务是明确设计需求。

试论红外偏振成像系统光学设计

试论红外偏振成像系统光学设计随着科技的发展，人们对于影像的需求也变得越来越高。

而在红外成像领域，紫外成像和可见光成像在某些应用方面存在一定的局限，因此红外成像技术应运而生。

红外偏振成像系统是红外成像技术的一种表现形式，它通过提取红外偏振信息来实现高精度成像，具有较高的应用前景。

本文将针对红外偏振成像系统的光学设计进行探讨。

1. 红外偏振成像系统的光学原理红外偏振成像系统是基于红外成像技术和偏振光成像技术的结合。

在光学上，红外偏振成像系统采用了偏振光，利用偏振光在被扫描的表面反射或透射时的性质来提取目标物的偏振信息，从而实现对目标物的高精度成像。

2. 光学设计方法光学设计是红外偏振成像系统设计中的重要部分。

其主要目的是设计出合适的光路和光学元件，以保证系统能够满足特定应用的成像要求。

对于红外偏振成像系统的光学设计，可采用以下方法：2.1 光学系统的基本参数设计首先，需要确定红外偏振成像系统的基本参数，如成像倍率、视场角、分辨率等。

这些参数直接影响到整个系统的成像质量和性能。

例如，成像倍率是成像的重要指标之一，它可以决定系统的分辨率和细节的清晰度。

因此，在进行光学设计时，需要根据所需的成像要求来确定这些基本参数，以满足特定的应用。

2.2 光路的设计光路设计是红外偏振成像系统中的核心部分。

光路的设计包括确定透镜组合、光源、探测器以及其他光学元件等。

在确定透镜组合时，需要根据系统的要求来选择相应的透镜形式，如平面透镜、非球面透镜等。

同时，还需要考虑透镜的直径、焦距、材料等因素。

在确定光源时，需要根据目标物的性质和照明范围来选择最合适的光源。

通常采用红外LED、激光等光源。

在确定探测器时，需要考虑探测器灵敏度、分辨率和响应时间等参数，以便达到最佳效果。

2.3 其他光学元件的设计除了透镜组合、光源和探测器之外，红外偏振成像系统中还需要其他一些光学元件，如滤波器、偏振器等。

滤波器的作用是将特定波长的光线传递到目标物表面。

红外线热成像仪的原理

红外线热成像仪的原理红外线热成像仪是一种非接触式的温度测量仪器，其原理基于物体的红外辐射特性。

红外线热成像仪利用光学系统将物体的红外辐射聚焦到探测器上，然后通过电子系统处理信号，最终在显示器上呈现物体的热图像。

一、红外辐射原理所有物体都会发出红外辐射，这是由于物体内部的微观粒子的振动和运动产生的。

温度越高，物体发出的红外辐射的强度越高。

红外线热成像仪通过测量物体发出的红外辐射强度来推断物体的温度。

二、工作原理红外线热成像仪由光学系统、探测器和电子系统三部分组成。

1.光学系统光学系统的作用是将目标物体的红外辐射聚焦到探测器上。

它通常由透镜或反射镜组成，具有过滤和聚焦的功能。

通过过滤器，光学系统只允许特定波长的红外辐射进入，以减少其他干扰信号的影响。

2.探测器探测器是红外线热成像仪的核心部分，负责接收和测量目标物体的红外辐射。

探测器通常由一系列的热电偶或热电阻组成，能够将红外辐射转换为电信号。

探测器的性能决定了红外线热成像仪的灵敏度和精度。

3.电子系统电子系统负责处理探测器输出的信号，将其转换为可显示的图像。

电子系统通常包括放大器、信号处理器和显示器等组件。

放大器将探测器输出的微弱电信号放大，信号处理器对信号进行进一步处理和修正，最后在显示器上呈现目标物体的热图像。

三、特点及应用红外线热成像仪具有非接触、快速、高精度和高灵敏度等特点，广泛应用于军事、工业、医疗等领域。

在军事领域，红外线热成像仪用于夜视侦查和瞄准目标；在工业领域，红外线热成像仪用于设备故障检测和产品质量检测；在医疗领域，红外线热成像仪用于疾病诊断和治疗监测。

总之，红外线热成像仪是一种基于物体红外辐射特性的温度测量仪器，其工作原理主要包括光学系统、探测器和电子系统三部分。

由于具有非接触、快速、高精度和高灵敏度等特点，红外线热成像仪在军事、工业、医疗等领域得到了广泛应用。

随着技术的不断发展，红外线热成像仪的应用前景将更加广阔。

新型红外光学系统的结构特点与技术分析

ＳｒｃｕａａｕｅｎｃｎｉａｔｕｔｒｌＦｅｔｒｓａｄＴｅｈｃｌＡｎａｙｉｆＮｅＩｆａｅｌｓｓｏｗｎｒｒｄＯｐｔｃｌＳｓｅｉａｙｔｍ
ＬＩＱｕ — ｎＵｎｌｇ，ＷＵｎｐｎ，ＺｏＨａ — ｉｇＨＡＮＧｎ，ＨＵ —ｕＹａＤａｊｎ
ＡｂｔａｔＷｉｈｅｅｐｎｆｉｆａｅｅｈｏｏｙｈｆｃｆｉｆａｅｐｉａｓｓｅｓｏｌｏｅｓｒｃ：ｔｔｅｄｖｌｍｅｔｏｎｒｒｄｔｃｎｌｇ，ｔｅｅｆｔｏｎｒｒｄｏｔｌｙｔｍｈｕｄｎｔｂｈｏｅｃ
ｎｗｎｒｒｄｏｔａｓｓｅ．ｅｉｆａｅｐｉｌｙｔｍｃ
Ｋｅｒｓｉｆａｅｐｔｃｙｗｏｄ：ｎｒｒｄｏｉｓ；ｓｒｃｕａｅｔｒｓ；ｔｃｉａｎｌｓｓｔｕｔｒｌｆａｕｅｅｈｎｃｌａａｙｉ
新型红外光学系统的结构特点与技术分析
刘群龙吴晗平一张焱胡大军，，，，
（．汉工程大学理学院，北１武湖武汉４００；．汉工程大学光电子系统技术研究所，北３２５２武湖武汉４００）３２５
ｎｒｐｉｌｙｔａｄａａｔｅｏｔａｓｓｍ）ｗｅｅａａｚｄｏｈａｉｏｈｕａｙｏｔａｓｓｍｎｄｐｉｐｉｌｙｔｃｅｖｃｅｒｎｌｅｎｔｅｂｓｆｔｅｓｍｍａｉｎｒｄｔｎｌｎｙｓｒｉｔｉｏａｉ— ｚｇａｉｆａｅｐｉｌｙｔｍ（ｕｈａｆｃｉｅＲｏｔａｓｓｅ，ｅｒｃｉＲｏｔａｓｓｅａｄｃｔｉｔｉＩｐｉｒｒｄｏｔａｓｓｅｓｃｓｅｌｔｐｉｌｙｔｃｒｅｖＩｃｍｒｆｔｅＩｐｉｌｙｔｍｎａａｏｒＲｏｔａｖｃｄｐｃ — ｃｌｙｔｍ）Ｔｈｄａｔｇｓｎｉｄａｔｇｓｆｒｄｔｎｌｎｒｒｄｐｉｌｙｔｍｓｎｄｒｆｒｄｏｔａａｓｓｅ．ｅｖｎａｅｄｄｓｖｎａｅａｉｏａｉｆｅｔａｓｓｅｄｍｏｅｎｉｒｅｐｉｌａａａｏｔｉａｏｃａｎａｃ

一种高性能双视场长波红外光学系统

一种高性能双视场长波红外光学系统何红星;赵劲松;唐晗;徐参军;陶亮;康丽珠【摘要】A compact dual fields of view infrared optical system with high performance is designed, which consists of a front fixed group, a zoom focus group, a rear fixed group and a relay group. The vertical and horizontal dimensions of the optical system are designed to be minimum by adopting mechanically compensated zoom, the entrance pupil matching the exit pupil, reimage, and twice folding optical axis. The three-dimensional figure is 220mm×95mm×50mm. The ther mal aberration is controlled between-40 to 70℃ by choosing optical material and structural material, and optimizing the optical system parameters. The line of sight of the optical system is stabilized. The error of the line of sight of the narrow field of view is less than 0.04mrad after environment test, the error of the line of sight between the narrow field of view and the wide field of view is less than 0.1mrad. The performance of the imager of the LWIR optical system is improved, the MRTD value is 0.07K at 3cyc/mrad, the NETD valueis 30mK. The optical systems' imaging quality is perfect, it can be satisfied to the imager.%设计了一款高性能的紧凑型双视场长波红外光学系统,该光学系统由前固定组、变倍调焦组、后固定组、中继组组成.采用机械补偿变焦方式、光瞳匹配技术、二次成像和二次折叠,有效地对光学系统纵向和横向尺寸进行了约束,外形包络在220 mm×95 mm(局部135 mm)×50 m m(局部110 mm)范围内,系统紧凑,体积小.通过光学和结构材料的优选搭配及光学系统参数优化配置,在-40℃~70℃范围内,控制了光学系统热差,光学系统光轴稳定,小视场光轴稳定性<0.04 mrad,大/小视场转换光轴平行性<0.1 mrad;应用该光学系统的热像仪性能高,MRTD(3 cyc/mrad)=0.07 K,NETD=30 mK.设计结果表明光学系统像质良好,满足热像仪使用要求.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】5页(P394-398)【关键词】双视场光学系统;长波红外;机械补偿;光瞳匹配【作者】何红星;赵劲松;唐晗;徐参军;陶亮;康丽珠【作者单位】昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223【正文语种】中文【中图分类】TN216红外光学系统是红外成像仪的重要组成部分，用于汇聚红外辐射能量并把红外辐射能量聚焦到焦面上，通过探测器的光电转换和后续图像处理实现对景物目标的成像；红外光学系统还具有变倍调焦和热补偿功能。

现代红外光学系统设计的开题报告

现代红外光学系统设计的开题报告题目：现代红外光学系统设计一、问题的提出和研究意义随着科技的不断进步和人们对高精度、高分辨率、光学同步的需求的不断增加，在光学领域，现代红外光学系统日益受到关注。

而现代红外光学系统设计又是实现光电信息采集、测量和控制等应用的基础。

现代红外光学系统具有成像速度快、无源探测、非接触式探测等优点，可以广泛应用于无人机、车载/舰载、导弹识别、军事监视、成像仪器、医学、地质探测等领域。

设计一个性能优良的现代红外光学系统是满足这些应用场景的前提。

因此，本文旨在探讨现代红外光学系统的设计方法和实现技术，以及其在军事、医学、地质等领域的应用，为红外光学系统的研究和应用提供有益的参考。

二、研究内容和技术路线1.现代红外光学系统的基本原理和组成2.现代红外光学系统的设计方法3.现代红外光学系统的实现技术4.红外成像技术的应用案例5.现代红外光学系统在军事、医学、地质等领域的应用6.现代红外光学系统的未来发展方向研究方法主要采用文献资料法和实验研究法。

文献资料法主要是对现有的理论和技术文献进行梳理，了解现代红外光学系统设计和实现技术的最新进展；实验研究法主要是基于红外探测器和光学镜头构建实验平台，进行成像实验，分析实验结果并对其进行评估。

三、预期成果和应用1.掌握现代红外光学系统的基本原理和组成结构；2.深入分析现代红外光学系统的设计方法；3.研究现代红外光学系统的实现技术，并基于实验平台进行系统性能测试和分析；4.归纳总结现代红外光学系统在军事、医学、地质等领域的应用案例，分析其适用场景和实际效果；5.展望现代红外光学系统的未来发展方向。

本文的研究成果和技术路线可以为现代红外光学系统的研究和应用提供有益的参考，同时也可以为相关领域的科研工作者提供新思路和灵感。

红外生命探测仪用光学系统的设计

ｚｏｒｔｏｏ．ＳｎｅｉｕｅｎＳａｅｉｌｆｒｉｓｌｎ，ｉｓＦｕｂｒｉｇｅｔｒｔａ．ｉｈｏｍａｉｆ３ｉｃｔｓｓＧｅａｄＺｎｅｍｔｒａｓｏｔｅｓｔｎｍｅｓｒａｅｈｎ１ｉｗｈｃ
ｓａｉｅｕｎｙｏ１／ｐｔｌｑｅｃｆ５ｐｍｍ．ｆｒｈｍｐｒｔｒｎｅｆｈｐｉｌｙｔｍａｄｔｅａａｅｅｆａｆｒｌＡｅｔｅｅｅａｕｅａｇｅｔａｓｓｎｒｍｔｒｏｔｔｒｏｔｏｃｅｈｐｓ
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＴｏｌｔｔｅｏｔｃｌｓｓｅｏｎｉｒａｅｉｅｅｔｒｈｖａｇｒｄｔｃｉｎａｅ，ａｎｗｅｈｐｉａｙｔｍｆａｎｆｒｄｌｅｄｔｃｏａｅａｌｒｅｅｅｔｏｒａｅｆ
为变倍
为补偿组，（为后固定组。图１ｊ５中，上
０引言
以往的红外生命探测仪一般都是采用固定焦距透镜的单视场系统。该系统所用的透镜片
数少，并且能够较好地吸收红外辐射能量，但是
性，无法很好地适应灾后复杂多变的环境。随着技术的改进，变焦距视场系统逐渐取代了单视
ｉｆａｅａｅｄｏｉｗｐｉａｅｅｔｏｙｔｍｓｐｏｏｅ．Ｔｈｐｉａｙｓｅｉｏｍｙｔｍ．ｎｒｒｄｄｕｌｆｌｆｖｅｏｔｃｌｄｔｃｉｎｓｓｅｉｒｐｓｄｉｅｏｔｃｌｓｔｍｓａｚｏｓｓｅＢｅａｓｓｌｎｒｕｏｍｓａｄｃｍｐｎａｅｅｐｅａｕｒｙａｉｌｃｕｅｉｅｓｇｏｐｚｏｎｏｔｅｓｔｓｔｍｒｔｅｂｘａｔｏ，ｔｌｃｒｍｅｈｎｃｌｙｔｍｍｏｉｎｉｓｅｅｔｏｃａｉａｓｅｓｉｉｐｉｅｓｓｍｌｄ．Ｔｈｙｔｍａｎｏｅａｉｎｗａｅｂａｄｏｏ１ｍ．ｃｌａｅｏ５ｔ４ｎａｄａｉｆｅｓｓｅｈｓａｐｒｔｏｖｎｆ８ｔ４ｕａｆａｎｇｆｏ１０ｉｎｏｒ３ｎｉ

红外热像仪的组成及原理

红外热像仪的组成及原理红外热像仪（Infrared Thermal Imagers），是一种能够侦测和显示红外辐射热图像的设备。

它采用红外探测器，通过检测目标物体所发出的红外辐射，将其转化成电信号，并经过处理后在屏幕上显示出热图像。

红外热像仪的组成主要包括光学系统、红外探测器、信号处理系统和显示系统等。

1. 光学系统红外热像仪的光学系统主要包括透镜、孔径、滤波器等组件。

透镜用于收集目标物体发出的红外辐射，并将其聚焦在红外探测器上；孔径用于控制光线的进入角度和量，以提高红外辐射的清晰度和准确性；滤波器则用于屏蔽掉可见光和大部分的可见光带来的干扰，使只有红外辐射能够通过。

2. 红外探测器红外探测器是红外热像仪的核心部件，主要用于将目标物体发出的红外辐射转化为电信号。

根据不同的工作原理，红外探测器可分为热电偶型（Thermoelectric detector）、热电效应型（Pyroelectric detectors）、半导体型（Semiconductor detectors）和焦平面型（Focal plane array detector）等。

热电偶型红外探测器是最早应用于红外热像仪的一种探测器，它通过将红外辐射能量转化为温度变化，并进一步转化成电压信号。

热电偶型探测器具有较高的灵敏度和稳定性，但响应速度较慢，适用于静态热像图像的获取。

热电效应型红外探测器则基于热电功效，它通过检测目标物体在光照辐射下产生的温度变化，将红外辐射转化为电荷信号。

热电效应型探测器具有较快的响应速度和较低的噪声水平，适用于动态或高速热像图像的获取。

半导体型红外探测器是一种基于半导体材料特性的探测器，如铜锗（CuGe）和硬脂酸铟（InSb）等。

它利用材料的半导体能带结构和载流子浓度的变化来接收红外辐射，并将其转化成电信号。

半导体型探测器具有高灵敏度、快速响应以及较宽的波段范围。

焦平面型红外探测器（Focal Plane Array Detector）是当前红外热像仪中最常见的探测器。

红外测温的原理

红外测温的原理
红外测温的原理是基于物体辐射的热能。

物体的温度与其自身表面辐射的能量有关，物体的表面温度越高，辐射的能量越大。

红外测温一般采用红外辐射测温仪器，它由红外传感器、光学系统、电子转换与显示系统等组成。

红外传感器可以接收红外辐射发射出的热能，并将其转化为电信号。

光学系统则用于聚焦红外辐射，将物体发出的辐射能量聚集到传感器上。

电子转换与显示系统会将传感器接收到的电信号转化为温度值，再通过显示器进行显示。

红外辐射是一种电磁辐射，具有波长长于可见光的特点。

红外测温仪器一般工作在波长范围为0.7-14μm的红外区域，其中
波长为8-14μm的红外辐射与室温下大多数物体的辐射光谱相
吻合。

红外测温的原理是利用红外辐射与物体的温度之间的关系来测量物体的表面温度。

当红外辐射仪器对准物体时，红外传感器会接收到物体表面发射的红外辐射能量。

由于物体表面温度与辐射能量存在对应关系，因此传感器接收到的辐射能量越多，表示物体表面温度越高。

红外测温在工业、医疗、军事等领域有着广泛的应用。

例如，在电力设备的运行维护中，可以使用红外测温检测设备是否存在异常的高温现象；在医疗领域，可以用红外测温来进行非接触式的体温测量等。

由于红外测温具有非接触、快速、准确等特点，因此被广泛应用于各个领域。

红外镜头的组成

红外镜头的组成：一、光学系统1、光学补偿变焦系统：指在变焦距物镜中用几组透镜作变倍和补偿时，各透镜组的移动按同向等速进行，因此只需用简单机械结构把各透镜组连在一起做线性运动即可。

光学补偿变焦系统由于不能完全补偿像面位移，移动组必须移动到某几个特殊的位置，才能得到稳定清晰的像面，其焦距难以实现连续改变，而是几个离散值，因而使用受到限制。

但其简化了机械结构，有利于控制光轴精度；而且仅用一组机电控制系统实现变倍与调焦，进而减小了系统的成本和重量，但设计难度相对要大。

2、机械补偿变焦系统：是指各运动组元按不同的运动规律作相对复杂的对应移动，最终达到防止像面移动的目的。

机械补偿法变焦镜头：一组透镜做线性移动(通称变倍组)以改变焦距，另一组透镜(通称补偿组)作少量非线性移动以补偿像面位移，来达到光学系统既变倍而像面位置又稳定的要求。

变倍组一般是负透镜组,补偿组有取正透镜组,也有取负透镜组的。

补偿透镜组的移动与变倍透镜组的移动方向不同且不等速，但它们的相对运动却有严格的对应关系，各透镜组通过一个复杂的凸轮机构实现相对运动。

这类变焦距镜头的焦距在一定范围内连续改变。

二、光学结构光学结构。

机械补偿变焦距镜头，其光学结构由前固定组，变倍组，补偿组，后固定组组成。

1、前固定组：其作用是给系统提供固定的像；2、变倍组：担负着系统的变倍作用，做线性移动以改变焦距；3、补偿组：按一定的曲线轨迹作非线性运动，以补偿变倍组在变倍过程中所产生的像面移动；4、后固定组：用于将补偿组的像转化为系统的最后实像，并调整系统的合成焦距值、设备孔径光阑，保证在变焦运动中系统的相对孔径不变。

三、变倍组导向机构1、一根光杠导轨和滚珠丝杠组合机构。

这种结构精度较高，由于变倍和补偿同时移动的轨迹不同，需要两套导向驱动机构，占用较大空间，控制系统设计也有难度。

2、两根圆柱导轨滑动机构。

由于滑动部件为两根圆柱导轨，这种结构变倍精度高，承载的负荷也比第一种大。

红外光学系统设计

红外光学系统设计
第一步：需求分析
在设计前，首先需要明确系统的需求，包括红外辐射波段、探测距离、目标分辨率等。

这些需求将直接影响到光学元件的选择和设计。

第二步：光学镜头设计
根据红外光学系统的需求，进行光学镜头的设计。

光学镜头的设计包
括光学元件的选择、光学系统的布局、光学表面的形状和位置等。

通过光
学镜头的设计，能够满足红外光学系统对于光束质量、传输距离和分辨率
等方面的要求。

第三步：材料选择
在红外光学系统中，材料的选择对于系统的性能和成本都有重要影响。

根据光学系统的设计要求，选择合适的材料，以保证光学元件的透过率、
折射率、承受辐射的能力等。

第四步：探测器的选择和集成
第五步：光学系统的验证和优化
设计完红外光学系统后，需要进行系统的验证和优化。

通过实验和测试，评估系统的性能。

根据评估结果，对系统进行优化，以获得更好的性
能和效果。

总之，红外光学系统设计是一门知识广泛、涵盖面广的学科。

通过合
理的需求分析、光学镜头设计、材料选择、探测器选择和集成，以及系统
的验证和优化，可以设计出满足不同需求的红外光学系统，为各个领域的
应用提供强大的支持。

试论红外偏振成像系统光学设计

试论红外偏振成像系统光学设计【摘要】本文围绕红外偏振成像系统光学设计展开讨论。

在介绍了研究背景和研究意义，为后续内容提供了背景和动机。

正文部分分别阐述了红外偏振成像系统的概述、红外成像原理分析、光学设计方法探讨、模拟与实验结果分析以及工程应用展望。

结论部分探讨了红外偏振成像系统光学设计的重要性，并提出了未来研究方向。

通过本文的阐述，读者可以全面了解红外偏振成像系统光学设计的相关知识和发展趋势，为相关研究和工程应用提供参考和借鉴。

【关键词】红外偏振成像系统、光学设计、研究背景、研究意义、红外成像原理、光学设计方法、模拟、实验结果、工程应用展望、红外偏振成像系统光学设计重要性、未来研究方向.1. 引言1.1 研究背景红外偏振成像技术是一种利用物体在红外光下吸收、反射、透射和散射特性的差异来获取目标信息的技术。

红外偏振成像系统可以提供比传统红外成像系统更丰富和更准确的目标表面特性信息，具有更广泛的应用前景。

随着对目标识别和检测精度要求的不断提高，红外偏振成像技术受到越来越多的关注。

红外偏振成像系统的设计和研究还存在许多挑战和难点，尤其在光学设计方面需要深入探讨。

对红外偏振成像系统光学设计的研究具有重要意义。

在本文中，我们将探讨红外偏振成像系统的概述、红外成像原理分析、光学设计方法、模拟与实验结果分析以及工程应用展望，以期为红外偏振成像系统的设计和研究提供一定的参考和指导。

1.2 研究意义红外偏振成像系统的研究也有助于推动光学成像技术的发展与创新。

通过探讨光学设计方法，可以为红外偏振成像系统的设计与优化提供新思路和方法。

这不仅有助于完善现有的红外成像技术，也有助于拓展其在更广泛领域的应用。

研究红外偏振成像系统的光学设计具有重要的理论和实践意义。

通过深入探讨其研究意义，可以更好地指导未来的研究工作，并促进相关技术的发展与应用。

2. 正文2.1 红外偏振成像系统概述红外偏振成像系统是一种利用红外波段的偏振信息进行成像的先进技术。

制冷型被动式消热差红外光学系统设计

文章编号 2097-1842（2023）04-0853-08制冷型被动式消热差红外光学系统设计李　康1，周　峰2 *，王保华1，宫　辉1，郑国宪1（1. 北京空间机电研究所, 北京 100076；2. 北京邮电大学，北京100876）摘要：在大温差条件下，由于温度剧烈变化导致红外光学系统成像质量变差。

用于机载林火监测的大视场中波红外相机工作环境变化剧烈，对杂散辐射要求较高。

为保证光学系统在要求的大视场和大温差条件下具有稳定的性能和良好的成像质量，通过基于消热差的设计方法和基于噪声等效温差的杂散辐射综合评价方法，设计了一套制冷型中波红外光学系统。

该光学系统由6片透镜和1片滤光片组成，工作波段为3.7~4.8 μm ，F 数为2.5，焦距为62.5 mm ，视场为14.36°×10.87°，探测器采用640×512 阵列中波制冷型探测器，通过采用硅、锗材料组合，合理分配光焦度，实现了消色差和消热差设计，通过冷反射优化和冷光阑匹配设计，较好地抑制了系统的杂散辐射噪声，通过引入少量非球面优化，在满足指标要求的情况下，对高阶像差进行了校正。

结果表明，光学系统在−55~+70 °C 温度范围内，成像质量稳定良好。

关键词：中波红外；制冷型探测器；消热差；冷反射中图分类号：TN216 文献标志码：A doi ：10.37188/CO.2022-0205Passive athermalization design of a cooled infrared optical systemLI Kang 1，ZHOU Feng 2 *，WANG Bao-hua 1，GONG Hui 1，ZHENG Guo-xian 1（1. Beijing Institute of Space Mechanics and Electricity , Beijing 100076, China ；2. Beijing University of Posts and Telecommunications , Beijing 100876, China ）* Corresponding author ，E-mail : zfsimon@Abstract : Under conditions with large temperature differences, the imaging quality of an infrared optical sys-tem will deteriorate due to severe temperature changes. Large field-of-view medium-wave infrared cameras for airborne forest fire monitoring work in drastically changing environments, so the optical system has high requirements for stray radiation. In order to ensure that the optical system performs stably and with good ima-ging quality in the large field-of-view and the required large temperature range, a cooled medium-wave in-frared optical system is designed based on athermalization and the comprehensive evaluation method of stray radiation based on noise equivalent temperature difference. The optical system consists of 6 lenses and 1 fil-ter with working wavelength of 3.7−4.8 μm, F-number 2.5, focal length 62.5 mm, and field of view 14.36°×10.87°, respectively. The pixel resolution of the medium-wave cooled detector is 640×512. By using a combination of silicon and germanium materials and reasonably distributing the optical power, achromatic aberration and athermalization designs are realized. Through cold reflection optimization and cold aperture matching, stray radiation noise in the system is well-suppressed. By a bit of aspheric optimization, higher-or-收稿日期：2022-09-28；修订日期：2022-11-02基金项目：高分辨率对地观测系统重大专项（民用部分）Supported by Major Projects for High Resolution Earth Observation System (Civilian Part)第 16 卷　第 4 期中国光学（中英文）Vol. 16　No. 42023年7月Chinese OpticsJul. 2023der aberrations are corrected based on the requirements. The results show that the imaging quality of the op-tical system is stable and good in the temperature range of −55~+70 °C.Key words: medium wave infrared；cooled detector；athermalization；cold reflection1 引　言森林是地表最重要的生态系统，基于飞艇机载的大视场中波红外成像系统是森林监测的重要工具。

近红外成像光学系统设计

近红外成像光学系统设计1 近红外成像光学系统近红外成像是一种非常先进的成像技术，它可以在大气湿度，灰尘和烟雾等恶劣环境中得到清晰的图像。

它可以显示夜间环境中隐藏的物体，还可以通过精细调节来提供多种模式以满足特定应用需求。

近红外成像光学系统是一种实现此功能的系统，具有多种功能。

1.1 近红外成像光学系统的组成近红外成像光学系统由近红外摄像机、近红外发射器和光学组件组成。

近红外摄像机由一个红外探测器和一个控制模块组成，可以探测目标的热量发射，产生清晰的图像。

该近红外发射器可以将红外辐射发射到目标表面，以便远程检测和计算目标特征。

此外，还需要安装一些光学组件，例如镜头、滤镜和投影仪，以提高图像质量。

1.2 近红外成像光学系统的性能可实现近红外成像光学系统的性能很高，它可以提供清晰的图像和有效的定位能力。

传感器的精确度高，可以测量准确的热量分布特征，有效识别物品的温度变化。

此外，系统可以节能环保，它只需要极少的电量运行，且检测距离远。

同时，它的灵活性也很强，可以在各种场景中工作，适用于多种应用场景，可根据客户的需求进行大量调整。

2 近红外成像光学系统的应用近红外成像光学系统可以用于多种应用，例如智能安防领域，它可以实现温度场检测，监测报警，还能够检测出可疑的人员动态；另外还可以用于医疗领域，它可以实现心脏检测，监测婴儿的温度等；与此同时，近红外成像光学系统还可以用于温度测量、工业过程控制和无人机远程监控等领域，以解决精确测量和图像识别问题。

3 近红外成像光学系统的研究近红外成像光学系统研究仍在不断发展，研究者们正在不断改进系统的精度和性能，以满足更多应用需求。

在传感器方面，正在开发新型探测器，以提高探测精度；在发射器方面，正在开发可实现远距离红外照射的新型照明系统；在光学组件方面，正在开发设计新型光学系统，以提升图像质量。

4 结论近红外成像光学系统是一种前沿的成像技术，可以用于多种应用。

它具有高精度、灵活性强、支持夜视等优点，可以满足多种特定需求。

红外光学技术

红外光学技术红外光学技术是一种应用于红外光谱领域的技术手段，它利用红外光的特性进行光学传输、探测和分析。

红外光波长范围较宽，可以用来探测物体的热能辐射，具有许多特殊的应用领域，如红外探测、红外成像和红外光谱分析等。

本文将从红外光学技术的基本原理、应用领域以及发展前景等方面进行探讨。

一、红外光学技术的基本原理红外光学技术是基于物体的热辐射特性进行探测和分析的一种技术手段。

根据物体的温度不同，会辐射出不同波长的红外光，而红外光学技术就是利用这种红外辐射进行探测和分析的方法。

红外光学技术主要包括红外光源、红外光学系统和红外探测器三个基本组成部分。

红外光源是产生红外光的关键设备，常用的红外光源有热辐射体和半导体激光器等。

热辐射体是通过加热物体来产生红外光的，根据物体的温度不同，会产生不同波长的红外光。

而半导体激光器则是通过激发半导体材料中的电子来产生红外光的，具有较窄的光谱宽度和较高的光功率。

红外光学系统是将红外光聚焦和传输的关键部分，包括透镜、滤波器、反射镜等光学元件。

透镜是将红外光聚焦的关键元件，常用的透镜材料有硅、镉镓、锌硒等。

滤波器可以选择性地传递或阻挡特定波长的红外光，用来滤除噪声和干扰。

反射镜用于将红外光反射和集中，增加光学系统的灵敏度和探测距离。

红外探测器是将红外光转化为电信号的关键设备，常用的红外探测器有热电偶、热电堆和半导体探测器等。

热电偶是利用热辐射体吸收红外光产生的热量使导电体发生温度变化，从而产生电信号。

热电堆是由多个热电偶组成的热敏元件，可以提高红外光的探测灵敏度和分辨率。

半导体探测器是利用半导体材料在红外光照射下产生电信号的原理进行红外探测。

红外光学技术具有许多特殊的应用领域，如红外探测、红外成像和红外光谱分析等。

1. 红外探测：红外探测是红外光学技术的基本应用之一，它可以应用于军事、安防、消防等领域。

通过红外探测器对目标进行红外辐射的探测，可以实现对隐蔽目标的探测和识别，具有较高的探测灵敏度和准确性。

红外激光双模导引头光学系统设计研究

红外激光双模导引头光学系统设计研究一、本文概述随着现代科技的不断进步，红外激光双模导引头在军事、航空航天、精密制造等领域的应用日益广泛。

作为一种先进的制导技术，红外激光双模导引头通过集成红外和激光两种制导模式，有效提高了制导精度和抗干扰能力。

因此，对红外激光双模导引头光学系统的设计研究具有非常重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在深入研究红外激光双模导引头光学系统的设计方法，探讨其关键技术和实现途径。

我们将对红外激光双模导引头的基本原理和组成进行介绍，明确其工作原理和性能要求。

然后，我们将重点分析光学系统的设计要素，包括光学元件的选择、光路设计、像质优化等方面。

在此基础上，我们将探讨红外激光双模导引头光学系统的关键技术，如光学元件的精密加工、光学系统的热设计和环境适应性等。

我们将结合实例，对红外激光双模导引头光学系统的设计进行具体分析和优化，为其在实际应用中的性能提升提供理论支持和实践指导。

通过本文的研究，我们期望能够为红外激光双模导引头光学系统的设计提供一套完整、系统的理论框架和技术支持，推动该领域的技术进步和应用发展。

我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示，共同推动红外激光双模导引头技术的不断创新和发展。

二、红外激光双模导引头光学系统基本原理红外激光双模导引头光学系统是一种先进的制导技术，结合了红外和激光两种制导模式的优点，从而提高了制导精度和抗干扰能力。

其基本原理主要基于红外成像和激光测距技术。

红外成像技术利用物体发射或反射的红外辐射来形成图像。

在红外导引头中，红外探测器接收目标物体发出的红外辐射，通过信号处理将辐射转换为电信号，进而生成目标的红外图像。

这种图像不仅能在可见光受限的环境下（如夜间或雾霾天气）提供目标的可见性，还能通过不同物体的红外辐射特性来区分目标和背景。

激光测距技术则通过测量激光脉冲从导引头发射到目标并返回的时间来计算目标与导引头之间的距离。

激光测距具有高精度和高速度的特点，能够实时提供目标的距离信息。

温度巡检仪的原理

温度巡检仪的原理
温度巡检仪是一种非接触式温度检测设备，其基本原理是利用热辐射原理，将物体辐
射出的红外线能量转化为相应的温度信息，从而达到测量物体表面温度的目的。

温度巡检仪主要由光学系统、控制系统、显示系统和外壳构成。

其中光学系统包括红
外光学系统和接收系统。

红外光学系统包括聚焦系统、滤波系统和镜头系统，用于聚焦、
过滤和感测环境中物体的红外辐射能量。

接收系统包括探测器和信号处理系统，用于接收
和处理红外辐射信号。

控制系统用于控制温度巡检仪的工作状态，包括开机、校准、测量等。

显示系统用于显示温度巡检仪测量出的温度值。

温度巡检仪的基本工作原理是：物体表面发出的红外线能量通过透过温度巡检仪的透
镜并被聚焦，被转化为电压信号，并转化为数字信号，再由显示系统显示出实际物体表面
温度。

温度巡检仪的测温范围取决于其探头的选择和环境温度。

在正常情况下，温度巡检仪
测量距离越近，测量数据越准确。

同时，温度巡检仪也需要定期进行校准，使其保持准确、稳定的测量能力。

总之，温度巡检仪是一种简单而又方便的温度检测设备，其基本原理是利用物体表面
的红外线辐射能量进行测量，具有非接触、快速、准确等特点，广泛应用于工业、医疗、
科学研究、安防等领域。

红外光学系统装调方法(二)

红外光学系统装调方法(二)红外光学系统装调方法1. 引言红外光学系统是通过利用红外光进行探测和观测的一种技术，它在军事、医疗、环保等领域发挥重要作用。

然而，由于红外光的特殊性质，红外光学系统的装调过程相对复杂。

本文将介绍几种常见的红外光学系统装调方法。

2. 通过碟形装调碟形装调是一种基于碟形光学元件的装调方法，可用于调整红外光学系统的聚焦效果。

该方法的步骤如下：•确定碟形光学元件和光学系统的相对位置。

•调整碟形光学元件的位置和角度，以最大化光学系统的聚焦效果。

•使用红外光学系统的测试工具进行聚焦效果的验证。

3. 通过调节滤波器滤波器是红外光学系统中常用的光学元件，其调节可以改变红外光的透射谱。

通过调节滤波器可以实现红外光的滤波效果和透射率的调整。

下面是一种常见的调节滤波器的方法：•确定红外光学系统中需要调节的滤波器。

•使用精密仪器调节滤波器的角度和位置。

•通过红外光学系统的测试工具验证滤波器的效果和透射谱。

4. 自适应装调方法自适应装调方法是一种利用反馈控制的装调方法，可自动调整红外光学系统的参数以达到最佳效果。

该方法适用于对红外光学系统要求高精度和自动化程度的场景。

以下是自适应装调方法的基本步骤：•设置红外光学系统的目标参数。

•搭建反馈控制系统，用于实时监测和调整红外光学系统的各项参数。

•根据反馈信号，利用控制算法对红外光学系统进行调整，直至达到目标参数。

5. 总结红外光学系统装调方法的选择取决于具体的应用需求和技术要求。

通过碟形装调、调节滤波器和自适应装调等方法，可以实现红外光学系统的优化调整和最佳效果的达成。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的装调方法，并借助测试工具和精密仪器进行验证和调整。

红外光学系统的特点

红外光学系统的特点1.突破了可见光谱范围的限制：红外光学系统的工作波段一般在0.75μm至1000μm之间，可扩展到远红外波段，远超过人眼可见的波段范围。

这使得红外光学系统能够观测到热辐射、红外相机图像等不可见的信息。

2.高灵敏度和高分辨率：红外光学系统能够测量低至微瓦级的辐射功率，具有优异的低噪声特性。

同时，红外光学系统具有较高的空间分辨率，能够精确测量目标物体的形态和温度变化。

3.热量检测和热成像能力：红外光学系统可以通过测量目标物体辐射的热量来获取目标物体的温度信息，这对于热量分布分析、温度变化观测和红外图像捕捉具有重要意义。

红外热像仪是红外光学系统的重要应用之一，可以实时显示目标物体的热量分布，用于建筑检测、安防监控等领域。

4.强大的穿透能力：红外光在大气中的传播和折射特性使得红外光学系统具有强大的穿透能力。

与可见光不同，红外光能够穿透一些普通材料如玻璃、塑料，以及霾、雾气等大气中的颗粒物质。

这使得红外光学系统在复杂的环境下，如夜间目标探测、大气遥感等方面具有很高的应用价值。

5.能源发现和测量：红外光学系统可以检测目标物体的辐射功率，从而实现能源的发现和测量。

通过红外光学系统测量的热辐射能量可以用于太阳能、热水能、地热能等能源的测量和利用。

6.用途广泛：红外光学系统具有广泛的应用领域。

在军事领域，红外光学系统可以用于夜视设备、导弹制导、战术侦查等；在工业领域，红外光学系统可用于红外成像、温度测量、检测无损等；在医学领域，红外光学系统可以用于医学成像、诊断和治疗等。

综上所述，红外光学系统具有突破可见光谱限制、高灵敏度、热量检测和热成像能力、穿透能力强、能源发现和测量、用途广泛等特点。

这使得红外光学系统在科学研究、工业生产、医疗诊断等领域都有着广泛的应用前景。