新型硫系玻璃汽车夜视系统设计与优化

"本文主要介绍了基于硫系玻璃的汽车夜视折衍光学系统的设计与优化。该系统旨在提升驾驶员在低能见度条件下的夜间驾驶安全性。文章对比了几种现有夜视系统的优缺点，并详细描述了一种采用新型红外硫系玻璃和衍射光学元件构建的夜视系统，该系统具有30°的视场角，15 mm的焦距，F数为1，工作温度范围为-30℃至50℃。系统由三片Ge20Sb15Se65材料的透镜组成，包含一个非球面和一个衍射面。实验结果显示，系统在15 lp/mm的空间频率下，调制传递函数接近衍射极限，且在-30℃到50℃的温度范围内，最大焦移量仅为6.6 μm，远小于20 μm的系统焦深，确保了良好的成像质量。" 本文详细探讨了光学设计在汽车夜视系统中的应用，特别是硫系玻璃材料在其中的关键作用。硫系玻璃因其优异的红外透射性能和热稳定性，成为夜视系统光学元件的理想选择。文章指出，传统的汽车照明系统在夜间或恶劣天气条件下难以提供足够的视距，而夜视辅助驾驶系统通过增强光线探测和图像处理，能够显著提高驾驶员的视距，从而降低交通事故的风险。 文中设计的新型夜视系统采用了衍射光学元件，这使得系统能够在保持小巧体积的同时，实现高分辨率和宽视角。衍射光学元件的引入有助于改善光学系统的性能，使其能够在较宽的温度范围内稳定工作，满足汽车环境的苛刻要求。此外，系统只包含一个非球面和一个衍射面，降低了制造复杂性，有利于成本控制和批量生产。 通过实验验证，该系统在15 lp/mm的空间频率下达到接近衍射极限的成像质量，这意味着在实际应用中，它可以清晰地捕捉到远处的物体细节。在温度变化范围内，系统的焦移量远小于焦深，确保了成像的清晰度不因温度变化而受到影响。 这项研究为汽车夜视技术提供了新的设计理念和实践案例，对于推动汽车安全技术的发展具有重要意义。其成果可为未来汽车制造商和光学设计者提供有价值的参考，促进更高效、更可靠的夜视系统设计。