离轴折反式长波红外变焦光学系统设计

摘要

随着科学技术的发展，被搜索跟踪的暗目标越来越多、距离越来越远、速度越来越快，大大增加了对目标的搜索跟踪及细致观察的难度，因此对红外探测跟踪系统提出了更高的要求。
　　本文总结了国内外变焦光学系统的发展趋势，比较了几种红外变焦光学系统的优缺点，研究了变焦光学系统的理论。针对现有的红外变焦光学系统的不足，考虑了红外材料的局限性，采用离轴折反式设计了一个波段范围为8~12μm，焦距变化范围为200mm~2000mm，F数为4的长波红外变焦光学系统。为了保证加工的可行性，对系统进行了公差分析。设计结果表明，该系统在焦距范围内成像质量良好，系统传递函数在20lp/mm时均接近衍射极限，凸轮曲线平滑无拐点。该系统具有变焦时无遮拦、大变倍比、长焦距的特点，较好的满足了红外探测跟踪系统的需求。

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第一章 绪论

1.1课题研究意义与背景

1.2红外变焦系统的发展现状

1.2.1国外红外变焦光学系统发展

1.2.2国内红外变焦光学系统发展

1.3本论文主要研究内容

第二章 离轴折反式变焦光学系统设计理论

2.1离轴反射镜设计原理

2.1.1离轴反射系统

2.1.2离轴反射无焦系统设计原理

2.2连续变焦系统设计原理

2.2.1变焦系统的基本概念及类型

2.2.2变焦系统的变焦方程

2.2.3基于机械补偿式变焦系统的高斯解分析

2.3离轴折反射式连续变焦光学系统设计原理

2.4本章小结

第三章 离轴折反式长波连续变焦光学系统设计

3.1光学系统自动优化概述

3.2连续变焦光学系统的设计过程

3.2.1系统设计要求

3.2.2初始结构的选取

3.2.3系统像质的提高及像质评价

3.3本章小结

第四章 离轴折反式红外变焦光学系统公差分析

4.1公差分析的原则和步骤

4.1.1总体公差分配原则

4.1.2公差分析的基本步骤

4.2公差分析

4.2.1短焦公差分析

4.2.2长焦公差分析

4.2.3中焦公差分析

4.3 本章小结

结论

致谢

参考文献