大相对孔径长波红外连续变焦光学系统设计与应用

"大相对孔径长波连续变焦红外光学系统设计 (2013年)" 本文主要探讨了一种大相对孔径长波连续变焦红外光学系统的设计方法，适用于红外成像领域的高级应用。作者团队包括何伍斌、郝俊明、吴玮、彭晴晴和骆守俊，他们来自华北光电技术研究所。该设计的核心在于通过变焦原理和光学设计软件，实现了在8至12微米工作波长范围内的连续变焦功能，同时保持了相对孔径的动态调整，最小F数可达0.85。 该系统的光学参数具有较高的灵活性，F/#值在0.85到1之间变化，变倍比达到4.5:1，这意味着它可以在广角和望远模式间平滑过渡，同时保持良好的成像质量。使用的是384x288像素的非制冷焦平面探测器，这确保了在不同焦距下都能获得高分辨率的图像。此外，系统的能量利用率高，意味着更多的红外辐射能量能够被有效地转化为图像信号，提高探测和识别能力。 文章中提到，设计的光学系统具备以下几个显著特点： 1. 大相对孔径：相对孔径的变化使得系统能够在保持高分辨率的同时，适应不同的光照条件，优化光能采集。 2. 长波红外：工作在8到12微米的长波红外谱段，适合远距离探测和热成像应用。 3. 连续变焦：光学系统可以连续改变焦距，提供更广泛的视场选择，增强应用场景的适应性。 4. 高分辨率：由于采用了高像素的非制冷焦平面探测器，系统能够提供清晰的图像细节。 5. 平滑变焦轨迹：在整个变焦范围内，系统的光学性能保持稳定，确保了图像质量的一致性。 6. 能量利用率高：高效的光学设计确保了红外辐射的有效利用，提高探测效率。 该设计方法克服了传统红外光学系统在变焦过程中的诸多限制，为红外成像系统提供了新的设计思路，满足了工程实践中的多样化需求。这一研究对于军事、安防、环境监测以及遥感等多个领域具有重要的理论与实际意义。文章发表于《激光与红外》杂志2013年第7期，是红外技术及应用领域的专业论文，具有较高的学术价值和技术参考价值。