无热化检测仪的中短波光学系统设计

论文摘要

随着红外成像制导技术的发展和应用,红外导引头的测试技术是当前和今后发展一段时间内新的发展需求。红外光学材料的折射率温度变化系数很大,要保证红外光学系统在较宽的温度范围内正常工作,就必须消除温度对红外光学系统的影响,即进行无热化设计,所以对无热化设计效果评估设备的研制十分必要。围绕无热化设计效果评估设备的研制,本文主要进行以下几项工作:(1)叙述无热化技术的国内外发展现状;(2)对光学系统无热化效果检测方案进行论证,确定评估设备中各组成部分及其功能,对评估系统进行外形尺寸计算,确定平行光管部分技术参数;(3)计算红外显微成像物镜的系统参数,根据计算所得数据对红外显微成像光学系统进行系统设计,指出设计难点,用不同的像质评价标准对系统成像质量进行分析;(4)对红外探测系统进行鬼像分析、热分析,结合鬼像分析实例对红外显微成像物镜进行鬼像分析,分析可能产生二次反射鬼像的位置和产生鬼像的反射面,对系统产生的鬼像进行能量计算,叙述热分析的常用方法,对高低温箱窗口玻璃温度变化后对红外显微成像物镜的影响进行分析;(5)对红外显微成像系统进行公差计算及误差分析,用软件模拟仿真计算系统最后精度。最后,对课题情况进行总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及目的意义
• 1.2 无热化技术的国内外发展现状
• 1.2.1 无热化技术的国外发展状况
• 1.2.2 无热化技术的国内发展状况
• 1.3 各种无热化技术的特点
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 无热化检测设备检测方案论证及确定
• 2.1 检测设备的主要技术指标
• 2.2 无热化效果检测的方案
• 2.3 检测系统外形尺寸计算
• 2.4 本章小结
• 第3章 光学系统的设计
• 3.1 平行光管的设计
• 3.1.1 平行光管口径的确定
• 3.1.2 平行光管焦距的确定
• 3.1.3 平行光管离轴距的确定
• 3.2 红外显微成像系统参数的计算
• 3.2.1 红外显微成像系统数值孔径的计算
• 3.2.2 显微成像系统线视场的计算
• 3.2.3 红外显微成像系统放大倍率的确定
• 3.2.4 红外显微成像系统焦距的确定
• 3.3 红外显微系统初始结构的确定
• 3.3.1 反射系统的特点
• 3.3.2 折射系统的特点
• 3.3.3 折反射式系统的特点
• 3.3.4 代数法计算系统初始结构
• 3.3.5 逐步修改法（实验法）
• 3.4 红外显微探测系统设计
• 3.5 像质评价
• 3.5.1 光学系统成像质量常用评价指标
• 3.5.2 光学传递函数
• 3.5.3 系统点列图以及能量分布
• 3.5.4 红外探测系统的成像质量分析
• 3.6 黑体的选取
• 3.7 本章小结
• 第4章 鬼像分析及窗口玻璃热分析
• 4.1 鬼像分析方法
• 4.2 红外检测系统中的鬼像分析
• 4.3 窗口玻璃热分析
• 4.3.1 红外窗口材料的选择
• 4.3.2 窗口隔热，除湿的解决方法及窗口结构的设计
• 4.3.3 高低温箱窗口的热分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 公差分析及误差计算
• 5.1 公差计算
• 5.1.1 原理性误差分析
• 5.1.2 阿贝误差
• 5.1.3 光源组件的定位误差
• 5.1.4 温度引起的误差
• 5.2 对被测红外光学系统测试的误差分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢