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折衍混合中波红外热像仪光学系统
作者： 发布时间：2022-04-27 16:56:01点击：502
目前，常见的中波红外折衍混合光学系统都是将衍射光学元件做在锗、硫化锌等软质材料上，由于硅材料密度小（大约是锗材料密度的一半）、价格低廉，将衍射光学元件做在硅基底材料上可以进一步减小系统质量，在轻型光学设备中有着重要的实用价值。
图1为一个传统的折射式中波红外热像仪，在此基础上采用CODE V 软件设计了一个轻量化折衍混合热像仪光学系统，如图2所示。该系统采用全硅材料，衍射面设计在硅透镜聚乙烯涂层上，混合系统光学参数为：焦距f'=150mm，F/#=2.0，视场2w=4.6°，波长范围3.7~4.8μm。精确计算了衍射光学元件的面形参数，得到衍射环最小周期为1405.2μm。对传统折射式热像仪和折衍混合热像仪的像差特性进行对比，可以发现像质得到明显改善。而且折衍混合热像仪的重量仅为传统折射式热像仪重量的40%。
图3所示系统利用复合型双层衍射元件，即将2片单层衍射元件叠加为一体的复合透镜，其环形衍射元件采用优化的光学材料和最佳的浮雕深度设计，通过两层衍射元件的互补作用有效地抑制了漫衍射光，使全球波段的衍射效率都近于100%。并且衍射面的负热差特点实现了消热差。
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