高分辨率制冷型中波广角红外成像系统的光学设计

设计了一个F数为2，工作波段为3.7~4.8 μm，全视场2ω=111.2°的高分辨率制冷型中波广角红外成像光学系统。该系统采用二次成像构型，通过Si、Ge、ZnSe三种材料六片式对称布局，利用折/衍混合器件及非球面,实现了光学被动消热差设计，使系统在-55 ℃至+80 ℃的宽温范围内，在空间频率为33 lp/mm处的光学传递函数（MTF）均大于0.4，系统在15 μm的像素尺寸内，能量集中度大于70%；采用f-θ设计，使成像系统对不同视场具有相同的角分辨率；通过引入光阑像差和控制像方视场角，使像面具有较好的均匀性，边缘视场最低相对照度为中心视场的90.9%，且具有近100%的冷光阑效率，同时，系统具有较好的冷反射抑制效果，该光学系统适用于像素为15 μm，分辨率为640 pixel×512 pixel的中波制冷探测器。