可見光、中波紅外雙波段共口徑連續(xù)共變焦光學系統(tǒng)可以很好的提高光電設(shè)備對多層次全方位目標信息的探測識別概率,多波段同時成像光學系統(tǒng)在目標識別方面有很好的互補優(yōu)勢,可見光、中波紅外多波段光學系統(tǒng)能夠在白天能見度較好的情況下對目標進行高分辨率成像,夜間或者能見度較低的情況下對目標進行輻射特性探測。將連續(xù)變焦系統(tǒng)和可見光、中波紅外雙波段系統(tǒng)融合進行光學系統(tǒng)成像,構(gòu)建成雙波段共口徑連續(xù)共變焦光學系統(tǒng),該系統(tǒng)可對不同波段進行瞬間實時切換,避免了傳統(tǒng)多波段系統(tǒng)波段之間切換耗時的弊端,在系統(tǒng)性能和捕獲多層次目標能力方面有了很大的提高。通過對雙波段變焦理論和可見光、中波紅外雙波段共焦理論進行分析,設(shè)計出一款將可見光、中波紅外雙波段進行共口徑融合的光學系統(tǒng),系統(tǒng)變焦范圍為21.5mm～171.5mm,變焦比為8倍。為了補償雙波段之間的焦距差異,對雙波段連續(xù)共變焦系統(tǒng)焦距之間的差異及變倍比差進行分析,根據(jù)差異分析結(jié)果,推導了雙波段共焦公式和三片消色差公式,通過雙波段共焦理公式和三片消色差理論公式完成了對雙波段共焦理想光學系統(tǒng)的搭建。對理想光學系統(tǒng)的像差進行分析,并利用光焦度相同不同透鏡形狀校正像差能力不同,對理想透鏡組進行單獨設(shè)計。設(shè)計的共口徑連續(xù)變焦光學系統(tǒng)在任意變焦位置處,可見光波段和中波紅外之間的焦距差小于系統(tǒng)的焦深值,通過光線反向追跡,完成紅外光學系統(tǒng)的冷反射分析和抑制。并在-40～60℃完成雙波段共口徑連續(xù)共變焦光學系統(tǒng)的無熱化設(shè)計。設(shè)計結(jié)果表明,可見光在801p/mm處傳遞函數(shù)值大于0.6,中波紅外在201p/mm處大于0.5,滿足設(shè)計要求。
【學位單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN216
【部分圖文】：

的成像設(shè)備整合到吊艙或者成像平臺上，這樣融合會導致不同的成像無法保證，導致對同一目標成像時無法保證對目標探測的一致性，國波段共口徑光電設(shè)備。2003 年美國 Reginald P Jonas[19]等人利用離軸可見光、中波紅外波和長波紅外融合到同一系統(tǒng)中，雖然系統(tǒng)具有很反射不會對系統(tǒng)差生色差，只要校正系統(tǒng)的象散和場曲像差即可，此統(tǒng)的設(shè)計難度，但由于反射系統(tǒng)的系統(tǒng)視場角度很小，導致系統(tǒng)無法。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1.1 所示。2003 年以色列 Jeremy M. Topaz[20]等人構(gòu)對近紅外和中波紅外進行多波段融合，該設(shè)備采用反射式結(jié)構(gòu)避免的垂軸色差，但是系統(tǒng)的視場角度小，不適合大范圍的目標探測成像.2 所示。2013 年加拿大 JayN.Vizgaitis[21]等人設(shè)計的多波段成像偵查紅外光波段進行融合，利用離軸三片式系統(tǒng)將中波紅外光和長波紅外利用透鏡成像組對系統(tǒng)進行匯聚和校正殘余像差優(yōu)化，此系統(tǒng)可同時性和常溫輻射特性，并利用雙波段圖像融合獲取多彩色輻射特性圖片.3 所示。

的成像設(shè)備整合到吊艙或者成像平臺上，這樣融合會導致不同的成像無法保證，導致對同一目標成像時無法保證對目標探測的一致性，國波段共口徑光電設(shè)備。2003 年美國 Reginald P Jonas[19]等人利用離軸可見光、中波紅外波和長波紅外融合到同一系統(tǒng)中，雖然系統(tǒng)具有很反射不會對系統(tǒng)差生色差，只要校正系統(tǒng)的象散和場曲像差即可，此統(tǒng)的設(shè)計難度，但由于反射系統(tǒng)的系統(tǒng)視場角度很小，導致系統(tǒng)無法。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1.1 所示。2003 年以色列 Jeremy M. Topaz[20]等人構(gòu)對近紅外和中波紅外進行多波段融合，該設(shè)備采用反射式結(jié)構(gòu)避免的垂軸色差，但是系統(tǒng)的視場角度小，不適合大范圍的目標探測成像.2 所示。2013 年加拿大 JayN.Vizgaitis[21]等人設(shè)計的多波段成像偵查紅外光波段進行融合，利用離軸三片式系統(tǒng)將中波紅外光和長波紅外利用透鏡成像組對系統(tǒng)進行匯聚和校正殘余像差優(yōu)化，此系統(tǒng)可同時性和常溫輻射特性，并利用雙波段圖像融合獲取多彩色輻射特性圖片.3 所示。

圖 1.3 中長波共口徑圖像融合系統(tǒng)斷復雜化，對多波段光電成像系統(tǒng)的研究設(shè)也越來越多，并且取得了一定的研究成果�？ㄈ窳窒到y(tǒng)將可見光、中波紅外、長波紅統(tǒng)中，用鍍膜的平板玻璃將主光路分成三個統(tǒng)如圖 1.4 所示。2014 年中國科學院長春光種實現(xiàn)可見/中波紅外/長波紅外三波段成像的在離軸像差校正難，大口徑離軸反射鏡加，同時離軸反射結(jié)構(gòu)導致外部大量的雜散影響。2015 年西安工業(yè)大學高明[24]等人設(shè)，如圖 1.6 所示，該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)光學系可見光、中波紅外、長波紅外三波段補償同

【參考文獻】

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本文編號：2822058