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制冷型长波红外光学系统设计

中国光学 2022年第1期15卷 72-78页

作者：单秋莎谢梅林刘朝晖陈荣利段晶刘凯姜凯周亮闫佩佩中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院大学北京100049

针对640×512长波红外制冷型探测器,设计了一种制冷型长波红外光学系统,用于对目标的红外跟踪探测。该光学系统采用二次成像结构以达到100%冷光阑效率,采用锗和硫化锌玻璃材料相结合,实现了像差校正和消色差设计,通过引入高次非球面,很... 详细信息

针对640×512长波红外制冷型探测器,设计了一种制冷型长波红外光学系统,用于对目标的红外跟踪探测。该光学系统采用二次成像结构以达到100%冷光阑效率,采用锗和硫化锌玻璃材料相结合,实现了像差校正和消色差设计,通过引入高次非球面,很好地校正了系统的高级像差,简化了系统结构。光学系统由6个镜片构成,焦距为400 mm,工作波段为7.7~9.3μm,视场角为1.37°×1.10°,F数为2。设计结果表明:在空间频率33 lp/mm处,轴外视场MTF>0.24,接近衍射极限,具有较高的成像品质。在−35~+55℃工作温度范围内,通过内置调焦镜调焦来保证高温、低温环境下的成像质量,可用于宽温度范围内的红外跟踪探测。

关键词：制冷型二次成像高次非球面调焦镜

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大变倍比制冷型红外双波段变焦光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第6期17卷 1431-1441页

作者：耿海涛虞林瑶张葆中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

第三代红外焦平面探测器的不断发展使得探测器可以同时对两个不同波段的红外辐射进行响应,从而输出双波段对应图像,双波段图像在目标探测和识别领域应用前景广阔。本文针对航空探测应用,采用320×256双色红外制冷型探测器,设计了一种工... 详细信息

第三代红外焦平面探测器的不断发展使得探测器可以同时对两个不同波段的红外辐射进行响应,从而输出双波段对应图像,双波段图像在目标探测和识别领域应用前景广阔。本文针对航空探测应用,采用320×256双色红外制冷型探测器,设计了一种工作波段在中波3.7~4.8μm和长波7.7~9.5μm的大变倍比制冷型红外双波段变焦光学系统,用于对目标的红外探测。该光学系统采用折射式和折反式结构相结合的方式,可实现光学四视场切换式大范围变焦,采用二次成像以达到100%冷光阑效率。该光学系统四视场焦距分别为32 mm、200 mm、800 mm、1600 mm,变倍比为50×。实验结果表明,该光学系统在双波段各变倍状态下,在调制传递函数特征频率为17 lp/mm时均接近衍射极限。该光学系统具有双波段、变倍范围大、大变倍比、快速切换多视场、结构简单紧凑、成像质量高等特征,将在搜索、侦察等安防领域中得到广泛应用。

关键词：双波段制冷型大变倍比光学系统

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6倍制冷型中红外连续变焦光学系统设计

光学学报 2012年第11期32卷 217-221页

作者：张庭成廖志波北京空间机电研究所北京100190

提出了一种求解变焦方程的新方法,并针对中红外320×256元制冷型焦平面阵列探测器,设计了一个3.7～4.8μm波段的透射式红外连续变焦距光学系统,其F数恒定为2,最小焦距值为22mm,变倍比为6。系统由变焦物镜和二次成像系统构成,包括7片硅... 详细信息

提出了一种求解变焦方程的新方法,并针对中红外320×256元制冷型焦平面阵列探测器,设计了一个3.7～4.8μm波段的透射式红外连续变焦距光学系统,其F数恒定为2,最小焦距值为22mm,变倍比为6。系统由变焦物镜和二次成像系统构成,包括7片硅、锗透镜,并引入非球面以校正系统各种轴外像差,同时利用两个平面反射镜折叠光路以减小尺寸。在空间频率16lp/mm处和全焦距范围内,系统各个视场的光学调制传递函数均大于0.55;在接收面为30μm×30μm的探测器敏感元内,能量集中度大于80%。因此该系统具有较好的成像质量。

关键词：光学设计制冷型连续变焦红外光学系统非球面

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适于制冷型红外侦测系统的作用距离修正模型

激光与红外 2016年第12期46卷 1513-1516页

作者：陈佐龙黄富瑜李佩军黄广利白云中国白城兵器试验中心吉林白城137001 军械工程学院电子与光学工程系河北石家庄050003

提出了一种适于制冷型红外侦测系统的作用距离修正模型。分析了传统作用距离模型的局限性,考虑实用中冷阑、背景辐射和像差对制冷型红外侦测系统作用距离的影响,分别从探测率D*、信噪比SNR和像差参数τs三个方面对传统作用距离模型进行... 详细信息

提出了一种适于制冷型红外侦测系统的作用距离修正模型。分析了传统作用距离模型的局限性,考虑实用中冷阑、背景辐射和像差对制冷型红外侦测系统作用距离的影响,分别从探测率D*、信噪比SNR和像差参数τs三个方面对传统作用距离模型进行了修正,并针对导弹和飞机两种典型目标开展了红外侦测试验,结果表明:相比传统模型,修正后模型计算结果更符合实测情况,准确度明显提高。可为制冷型红外成像系统设计时的性能指标论证提供参考,也可用于指导红外系统实用时的优化布站。

关键词：红外侦测作用距离修正模型制冷型

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便携式制冷型光纤光谱仪的设计研究

便携式制冷型光纤光谱仪的设计研究

作者：林宗茂复旦大学

学位级别：硕士

便携式光谱仪是光学仪器的主要构成部分。由于其检测精度高、速度快等优点,已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器被广泛应用于农业、生物、化学、地质、食品安全、色度计算、环境检测、医药卫生、LED检测、半导体工业、石油化工等领域... 详细信息

便携式光谱仪是光学仪器的主要构成部分。由于其检测精度高、速度快等优点,已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器被广泛应用于农业、生物、化学、地质、食品安全、色度计算、环境检测、医药卫生、LED检测、半导体工业、石油化工等领域。传统的小型光谱仪体积小,携带方便,相对廉价,但是信噪比低,灵敏度较差,大型光谱仪虽然灵敏度高,测量准确,但是体积庞大,价格昂贵,所以应用范围受到限制,所以研发一款高灵敏度,高信噪比而成本相对廉价的微型光谱仪具有非常广阔的市场前景,具有重要意义。本论文针对市面上现有的微型光谱仪的软硬件和机械结构做了改进,在硬件方面,添加了外制冷的电路,在性能方面提升了光谱仪的信噪比和灵敏度;在机械结构方面,通过光学计算、仿真,添加更为合理的挡光结构,降低了系统的杂散光;在软件方面,合理组织软件架构,对软件进行分层,通过接口与实现分离,提升了软件的可维护性,可扩展性。本论文研究的主要内容及结果如下：1)综述国内外微型光谱仪的现状,针对商业化产品持续研发、增多导致控制软件难以维护的特点,分析了软件组织架构技术,提出了微型光谱仪的可扩展、可维护的软件设计方案;2)研究微型光谱仪的机械结构,通过光学软件仿真验证,分析了狭缝,光学系统等系统结构,提出了低杂散光,高效率的微型光谱仪机械结构设计,将杂散光控制在小于0.08%@600 nm,0.4%@435 nm;3)研究了微型光谱仪的控制电路。设计了CCD的放大电路,A/D转换电路和缓存电路,经实际测试验证,满足微型光谱仪对光谱数据采集和处理的要求;4)研究了制冷电路并与传统微型光谱仪效果比对。设计了制冷电路,给微型光谱仪CCD降温,经实际测试验证,该制冷型微型光谱仪比传统非制冷型微型光谱仪的信噪比提升效果显著。

关键词：制冷型微型光谱仪低杂散结构控制软件面向对象

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制冷型折衍混合双波段红外光学系统设计

长春理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期47卷 29-36页

作者：郑坚文心怡朱伟胡乔伟王文运王淑振南京莱斯电子设备有限公司南京210014 中国电子科技集团第二十八研究所南京210007 江苏无线电厂有限公司南京210022

能够同时工作在中波红外和长波红外频谱范围内的双波段红外光学系统可以有效利用这两个波段的信息,实现优势互补,从而显著提升其探测性能,应用前景广阔。双层谐衍射光学元件不仅具备独特的色散特性,还可以在多个设计波长处获得很高的衍... 详细信息

能够同时工作在中波红外和长波红外频谱范围内的双波段红外光学系统可以有效利用这两个波段的信息,实现优势互补,从而显著提升其探测性能,应用前景广阔。双层谐衍射光学元件不仅具备独特的色散特性,还可以在多个设计波长处获得很高的衍射效率,为双波段红外光学系统设计提供了新思路。针对双层谐衍射光学元件的相关理论进行了研究,并基于双层谐衍射光学元件完成了焦距为200 mm,F数为2的制冷型折衍混合双波段红外光学系统的设计。成像质量分析以及冷反射分析结果表明,所设计光学系统的各类像差得到了有效校正,成像质量优良。

关键词：光学设计折衍混合双层谐衍射光学元件双波段制冷型

夜战“鹰眼”:美军See SpotⅢ制冷型红外热成像仪

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轻兵器 2024年第10期 39-45页

作者：王岐朋寇晓斐钟柏林不详

夜袭战是敌我力量悬殊一方克敌制胜的有效手段,自古以来,经典战例颇多。神出鬼没的袭击、不明飞行方向的弹头给原本装备优势一方带来巨大的人员伤亡和精神恐慌。为减少夜战人员伤亡,红外热成像仪应运而生,其中代表性产品如全球反恐战争(... 详细信息

夜袭战是敌我力量悬殊一方克敌制胜的有效手段,自古以来,经典战例颇多。神出鬼没的袭击、不明飞行方向的弹头给原本装备优势一方带来巨大的人员伤亡和精神恐慌。为减少夜战人员伤亡,红外热成像仪应运而生,其中代表性产品如全球反恐战争(Global Waron Terrorism,GWOT)早期阶段美军采用的SeeSpotⅢ制冷型红外热成像仪.

关键词：红外热成像仪装备优势制冷型早期阶段人员伤亡

供热/制冷型热泵用于京津地区公用建筑冷热供应的节能可行性分析

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暖通空调 1984年第1期 7-12页

作者：吕灿仁马一太高顺庆郑维民

本文根据制冷机兼有制冷和供热的双重功能,分析不同地区的气候条件对其工作性能的影响,指出了京津地区的气候条件有利于采用供热/制冷型热泵实现公用建筑全年空调。以天津某一影剧院空调为例,对水-空气式供热/制冷型热泵作出经济估算,... 详细信息

本文根据制冷机兼有制冷和供热的双重功能,分析不同地区的气候条件对其工作性能的影响,指出了京津地区的气候条件有利于采用供热/制冷型热泵实现公用建筑全年空调。以天津某一影剧院空调为例,对水-空气式供热/制冷型热泵作出经济估算,得出供热/制冷型热泵较锅炉供热、制冷机供冷两套设备分设方案,在节能和城市现代化

关键词：热泵系统压缩机压气机公用建筑制冷型冷热负荷夏季空调凝汽器冷却装置冷凝器室外设计温度冰机制冷装置制冷机京津地区

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消旋检测装置的红外光学系统分析与设计

激光与红外 2014年第3期44卷 254-257页

作者：高明刘彦清吕宏倪晋平西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

设计了一种用于检测机载制冷型CCD消旋机构的长波红外光学系统。采用二次成像的方法保证冷光阑效率，应用光学被动消热差原理实现宽温度范围内热差补偿；系统引入以非球面为基底的衍射元件校正像差，探讨了衍射元件面形误差对系统光学... 详细信息

设计了一种用于检测机载制冷型CCD消旋机构的长波红外光学系统。采用二次成像的方法保证冷光阑效率，应用光学被动消热差原理实现宽温度范围内热差补偿；系统引入以非球面为基底的衍射元件校正像差，探讨了衍射元件面形误差对系统光学性能的影响。设计结果表明，系统结构紧凑，重量轻，在-40～60℃的宽温度范围内实现了光学被动消热差的目的，达到100％的冷光阑效率及抑制冷反射的效果。

关键词：消旋检测制冷型消热差衍射元件