大靶面制冷中波红外变焦光学系统设计*

刘 钧,李西杰,徐瑞超

(西安工业大学 光电工程学院，西安 710021)

随着现代军事态势的不断恶化和红外加工设计技术的不断发展，对于红外变焦系统的需求日益增加，要求也不断提高，因此红外系统结构的设计与研究显得尤为重要.文献[1]根据变焦被动式消热差的方法，设计了一款焦距为30～150 mm，系统采用320×240 pixel焦平面阵列探测器，相对孔径为1的大相对孔径被动式消热差长波红外光学系统，详细推导了被动式消热差理论，并且验证理论满足设计实际需求.文献[2]设计了一款宽光谱、无遮拦及高分辨率离轴反射光学系统，该系统克服了传统透射式及反射式系统的缺点，并且实现了单色局部高分辨率的优势.文献[3-6]设计一款红外连续变焦可以有效避免系统在焦距的变化过程中，由于改变焦距延时而导致丢失快速移动的目标，保证图像信息输出的连续性和可持续性，并且具有对目标特性进行全天候监控侦查的优势.

针对常用的制冷320×240 pixel焦平面阵列探测器像元数少，分辨率低等缺陷，文中采用目前最流行的640×512 pixel制冷型探测器进行系统设计，大面阵640×512 pixel探测器与320×240 pixel面阵探测器相比，像元数有了大幅度的增加，提高了系统对景物的分辨本领，而且可以看到更多的景物细节.

1 光学系统设计

1.1 设计要求

本次设计所选取的探测器不仅在单个像元数量上有了大幅度增加，而且在对物体细节分辨能力上也有了大幅度提高.具体的设计指标见表1.

表 1 光学设计指……