双波段共口径共变焦光学系统设计*

高　明，杨芝艳，吕　宏，李西杰

(西安工业大学 光电工程学院，西安 710021)



双波段共口径共变焦光学系统设计*

高明，杨芝艳，吕宏，李西杰

(西安工业大学 光电工程学院，西安 710021)

为了实现可见、红外两个波段同时观测、跟踪及测量的目的，设计了一款可见/中红外双波段连续共变焦光学系统.系统采用共口径方式同时接收可见、红外两个波段的光波.利用直接变倍比差补偿法对两个波段的变倍比差进行补偿，使可见、红外两个波段变倍比相同且在任一变焦位置焦距相等，满足双波段共口径共光路共变焦的要求.设计结果表明：系统变倍比为12×，焦距范围7～86 mm.常温下，可见光工作波段为0.38～0.76 μm，其调制传递函数值在空间频率80 lp·mm-1处达到0.5以上；中波红外工作波段为3 ～5 μm，其调制传递函数值在空间频率为20 lp·mm-1处达到0.6以上.总体积小于392 mm×58 mm，成像质量满足设计要求.

双波段；共口径；共变焦；变倍比差补偿

随着社会需求的快速发展以及应用环境的日趋复杂，单一波段变焦系统已不能满足现代信息获取多元化、便捷化和实时化的要求.将多波段与连续变焦融合在一个光学系统进行侦查跟踪已经成为当今科学研究的前沿热点[1-3].文献[4]设计了一款军用11.7×中波、长波红外连续变焦系统，该系统采用折、反混合光路，用红外双色焦平面阵列作为探测器，同时接收两个波段的光束.文献[5]针对可见、红外双波段变焦系统体积过大的问题，采用折叠光路的形式对一款军用双波段相机进行改进……