低噪聲折射式紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-16 14:29
對(duì)采用制冷型長(zhǎng)波紅外探測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了一個(gè)二次成像三片鍺透鏡的會(huì)聚系統(tǒng)。提出了一種低噪聲折射式紅外光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并對(duì)比傳統(tǒng)雜散輻射抑制優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,利用Tracepro進(jìn)行仿真分析,抑制結(jié)果表明,新的低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)雜散輻射抑制較傳統(tǒng)方法提升23.87%,提升效果明顯。
【文章來(lái)源】:電光與控制. 2020,27(03)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
近軸光線追跡和近軸光線表面轉(zhuǎn)換
CODEV軟件內(nèi)置Narcissus分析計(jì)算每個(gè)面冷反射的方法是:追跡一束光線,從探測(cè)器到該面,再?gòu)脑撁娣瓷涞嚼淦?計(jì)算點(diǎn)列圖上有多少光線通過(guò)冷屏口徑,還要考慮往返過(guò)程中各個(gè)通光孔徑對(duì)光線的切割?梢杂脕(lái)分析系統(tǒng)鏡面的冷反射最為有效的兩個(gè)數(shù)據(jù)分別是YNI值和I/IBAR值,YNI為近軸邊緣光線高度與表面材料和邊緣光線入射角乘積,其中,Y為邊緣光線高度,I為邊緣光線入射角,N為表面材料折射率;I/IBAR為近軸邊緣光線入射角與近軸主光線入射角的比值。這兩個(gè)評(píng)價(jià)分析數(shù)值越大,則此面產(chǎn)生的冷反射強(qiáng)度越弱,如圖2所示。2 光學(xué)設(shè)計(jì)
使用CODEV進(jìn)行傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),為了避免系統(tǒng)產(chǎn)生冷反射,使每一片透鏡的YNI的絕對(duì)值盡量大于1,使像面發(fā)出的冷光盡量反射到鏡筒上,從而減少經(jīng)光學(xué)鏡片反射回探測(cè)器的冷反射,光學(xué)系統(tǒng)如圖3所示。系統(tǒng)冷反射分析見(jiàn)表1,系統(tǒng)各面YNI值均大于1。將上述構(gòu)型導(dǎo)入Tracepro中進(jìn)行光線追跡,光線路徑表見(jiàn)表2,其中,T表示透射,R表示反射,S1表示光學(xué)表面1,以此類(lèi)推。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于熱光闌的大F數(shù)制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)[J]. 陳建發(fā),趙泉,蔡猛,任偉鋒,潘枝峰,王合龍. 電光與控制. 2017(03)
[2]長(zhǎng)波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王合龍,陳建發(fā),李淑忠. 電光與控制. 2014(12)
[3]制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)冷反射的逆光路分析[J]. 張鵬,羅長(zhǎng)江,熊鐘秀. 電光與控制. 2013(06)
[4]紅外光學(xué)系統(tǒng)冷反射分析和定量計(jì)算方法[J]. 劉欣,潘枝峰. 紅外與激光工程. 2012(07)
[5]基于光學(xué)離焦量的致冷型長(zhǎng)波變焦紅外成像系統(tǒng)冷反射效應(yīng)的分析與控制[J]. 劉洋,安曉強(qiáng),王茜,劉鵬鵬. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]空間光學(xué)系統(tǒng)中紅外雜散輻射的抑制方法[J]. 李欣耀,裴云天,王成良. 紅外. 2011(01)
[7]紅外探測(cè)系統(tǒng)自身熱輻射雜散光的分析[J]. 牛金星,周仁魁,劉朝暉,楊建國(guó),蔡占恩,林福跳. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[8]對(duì)凝視紅外熱成像冷反射現(xiàn)象的研究[J]. 楊正,屈恩世,曹劍中,周泗忠,閆阿奇,劉宇波. 激光與紅外. 2008(01)
[9]凝視型紅外光學(xué)系統(tǒng)中的冷反射現(xiàn)象[J]. 張良. 紅外與激光工程. 2006(S2)
本文編號(hào):3592845
【文章來(lái)源】:電光與控制. 2020,27(03)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
近軸光線追跡和近軸光線表面轉(zhuǎn)換
CODEV軟件內(nèi)置Narcissus分析計(jì)算每個(gè)面冷反射的方法是:追跡一束光線,從探測(cè)器到該面,再?gòu)脑撁娣瓷涞嚼淦?計(jì)算點(diǎn)列圖上有多少光線通過(guò)冷屏口徑,還要考慮往返過(guò)程中各個(gè)通光孔徑對(duì)光線的切割?梢杂脕(lái)分析系統(tǒng)鏡面的冷反射最為有效的兩個(gè)數(shù)據(jù)分別是YNI值和I/IBAR值,YNI為近軸邊緣光線高度與表面材料和邊緣光線入射角乘積,其中,Y為邊緣光線高度,I為邊緣光線入射角,N為表面材料折射率;I/IBAR為近軸邊緣光線入射角與近軸主光線入射角的比值。這兩個(gè)評(píng)價(jià)分析數(shù)值越大,則此面產(chǎn)生的冷反射強(qiáng)度越弱,如圖2所示。2 光學(xué)設(shè)計(jì)
使用CODEV進(jìn)行傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),為了避免系統(tǒng)產(chǎn)生冷反射,使每一片透鏡的YNI的絕對(duì)值盡量大于1,使像面發(fā)出的冷光盡量反射到鏡筒上,從而減少經(jīng)光學(xué)鏡片反射回探測(cè)器的冷反射,光學(xué)系統(tǒng)如圖3所示。系統(tǒng)冷反射分析見(jiàn)表1,系統(tǒng)各面YNI值均大于1。將上述構(gòu)型導(dǎo)入Tracepro中進(jìn)行光線追跡,光線路徑表見(jiàn)表2,其中,T表示透射,R表示反射,S1表示光學(xué)表面1,以此類(lèi)推。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于熱光闌的大F數(shù)制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)[J]. 陳建發(fā),趙泉,蔡猛,任偉鋒,潘枝峰,王合龍. 電光與控制. 2017(03)
[2]長(zhǎng)波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王合龍,陳建發(fā),李淑忠. 電光與控制. 2014(12)
[3]制冷型紅外光學(xué)系統(tǒng)冷反射的逆光路分析[J]. 張鵬,羅長(zhǎng)江,熊鐘秀. 電光與控制. 2013(06)
[4]紅外光學(xué)系統(tǒng)冷反射分析和定量計(jì)算方法[J]. 劉欣,潘枝峰. 紅外與激光工程. 2012(07)
[5]基于光學(xué)離焦量的致冷型長(zhǎng)波變焦紅外成像系統(tǒng)冷反射效應(yīng)的分析與控制[J]. 劉洋,安曉強(qiáng),王茜,劉鵬鵬. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[6]空間光學(xué)系統(tǒng)中紅外雜散輻射的抑制方法[J]. 李欣耀,裴云天,王成良. 紅外. 2011(01)
[7]紅外探測(cè)系統(tǒng)自身熱輻射雜散光的分析[J]. 牛金星,周仁魁,劉朝暉,楊建國(guó),蔡占恩,林福跳. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[8]對(duì)凝視紅外熱成像冷反射現(xiàn)象的研究[J]. 楊正,屈恩世,曹劍中,周泗忠,閆阿奇,劉宇波. 激光與紅外. 2008(01)
[9]凝視型紅外光學(xué)系統(tǒng)中的冷反射現(xiàn)象[J]. 張良. 紅外與激光工程. 2006(S2)
本文編號(hào):3592845
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