中波红外光学系统消热差设计与分析

"中波红外制冷型光学系统消热差设计 (2013年) - 刘秀军，张全旺，张华卫，刘波 - 四川长虹电子科技有限公司 - 中文 - 工程技术论文" 本文是关于中波红外制冷型光学系统的一种消热差设计方法的研究，发表于2013年的《应用光学》期刊。作者通过对比不同的消热差技术的优缺点，深入探讨了光学被动式消热差的基本理论。在设计过程中，他们特别关注了系统工作温度范围从-60℃到90℃的需求。 利用Zemax光学设计软件的多重结构和自动热分析功能，研究团队在常温初始结构基础上增加了适应不同温度的结构元素。这种设计方法旨在实现热平衡和像差平衡，以确保光学系统的性能在宽温范围内保持稳定。文中提到，光学设计时选择探测器的冷阑作为系统孔径光阑，实现了100%的冷阑匹配，这有助于减少热效应对成像质量的影响。 设计中采用了铝作为结构材料，以及硅、锗和硒化锌等光学材料，这些材料具有良好的热稳定性，可以有效组合以消除因温度变化导致的热差异。根据文中数据，该光学系统在-60℃至90℃的温度范围内，最大离焦量控制在1倍焦深以内，确保了成像的清晰度。同时，系统在17lp/mm的空间分辨率下，光学调制传递函数(MTF)的值均大于0.74，接近衍射极限，表明成像质量非常高。此外，点扩散函数的弥散斑均未超出像素边界，保证了图像细节的精确捕捉。 关键词涉及中波红外技术、消热差设计、冷阑匹配和光学被动式消热差，表明该研究主要集中在红外成像领域，特别是如何解决在宽温范围内光学系统由于热效应导致的问题。文章的文献标志码"A"表明这是一篇原创性的科研论文，具有较高的学术价值。其DOI标识符（doi:10.5768/JA0201334.0301002）可用于后续的引用和检索。