长波红外微扫描光学系统设计与分析

"本文介绍了红外系统微扫描技术的研究，包括微扫描技术对红外焦平面阵列（FPA）成像的益处、微扫描红外焦平面阵列成像方案的特性分析，以及各种微扫描成像方案的优缺点比较。文章还提出了一种采用非制冷氧化钒384 pixel×288 pixel焦平面探测器的长波红外微扫描光学系统的设计，该系统的工作波长范围为8～14 μm，F数为1，焦距为150 mm。通过Code V软件进行光学仿真计算，评估了系统像质，并给出了微扫描系统的配置建议。" 本文深入探讨了红外系统中的微扫描技术，这是一种能够显著提升红外成像质量和性能的技术。微扫描技术主要应用于红外焦平面阵列，它通过改变探测器的扫描方式来改善图像质量，提高信噪比，并且能够在一定程度上减少数据处理的复杂性。作者分析了微扫描技术的优点，如更高的空间分辨率、时间分辨率和热灵敏度，以及在保持系统体积小巧的同时实现高性能。 文章进一步讨论了不同微扫描成像方案，如线性扫描、面阵扫描等，比较了它们在实现高动态范围、实时成像速度、热稳定性等方面的优劣。通过对这些方案的权衡，作者指出，对于红外焦平面阵列的微扫描成像，工程化实施的关键在于选择合适的扫描模式和优化光学系统设计。 为了展示微扫描技术的应用，文中设计了一套基于非制冷氧化钒探测器的长波红外微扫描光学系统。这种探测器具有较高的像素数量（384 pixel×288 pixel），工作在8至14微米的红外波段，适合捕捉远距离和低温目标的信息。系统的F数为1，焦距为150 mm，表明它具备良好的聚焦能力和较宽的视场。利用光学设计软件Code V进行仿真，可以精确预测和优化系统的光学性能，确保成像清晰度和精度。 最后，文章提供了微扫描系统的配置方案，这不仅有助于实际系统的设计和构建，也为后续的研究和开发提供了方向。通过这种方式，微扫描技术有望在红外成像领域得到更广泛的应用，特别是在军事、遥感、安防等领域，能够提高红外系统的整体性能和应用价值。