制冷型折衍混合双波段红外光学系统无热化设计

作     者：聂怀乐 毛珊 赵建林 Nie Huaile;Mao Shan;Zhao Jianlin

作者机构：西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129 

基　　金：国家自然科学基金(61927810,61905195) 中国科学院光谱成像技术重点实验室开放基金(LSIT202006W) 西北工业大学中央高校基本科研业务(310202011QD001) 西安市青年人才托举项目(095920201316) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2023年第43卷第8期

页      码：375-383页

摘      要：基于衍射元件的特殊成像性质,使用双层衍射元件进行双波段红外光学系统设计已成为研究热点。使用双层衍射元件能够有效提升宽波段的衍射效率,在简化系统结构的基础上提高像质。将红外成像系统设计为制冷型结构,能够消除背景噪声干扰,保证100%的冷光阑效率。基于带宽积分平均衍射效率最大化方法,设计了一款含有双层衍射元件的制冷型双波段红外光学成像系统,实现了在双波段红外和宽温度范围下的无热化设计。光学系统含有三片透镜,仅由两种材料组成,入瞳直径为80 mm,焦距为100 mm,F数为1.25,有效视场为6°,工作波段为3.7~4.8μm和8.0~12.0μm,工作环境温度为-40~60℃。分析结果表明,在整个温度范围内,在17 lp/mm截止频率处,双波段红外光学系统所有视场的调制传递函数分别高于0.78和0.59,同时双层衍射元件在红外双波段的带宽积分平均衍射效率分别为99.35%和98.73%,综合带宽积分平均衍射效率为99.04%。此光学系统的结构设计简单,成像质量好,在军事和商业应用中具有一定优势。

主 题 词：光学设计 衍射元件 双波段红外 衍射效率 无热化 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/AOS221965

馆 藏 号：203122062...