付跃刚，黄蕴涵，刘智颖

（长春理工大学 测控分析中心，吉林 长春130022）

引言

红外光学系统在现代目标识别与探索领域具有不可替代的作用。跨越连续红外波段探测器的出现，扩大了对不同类型目标的探测能力，这样可以在不同探测环境下使用同一光学系统对不同目标进行探测、识别。本文设计的宽谱段红外消热差光学系统在红外成像领域具有很大应用前景。

设计的中长波红外消热差光学系统采用法国Sofradir公司研制的面阵规格为384×288，像元间距为2μm的双色量子阱探测器作为接收器，工作波段为4.4μm ～8.8μm，视场为3°×2.25°，F＃与制冷探测器冷阑匹配为2.68，焦距为183mm。为了实现可加工性，所有面型皆为球面，通过对透镜形式的合理选择，透镜之间的合理搭配，最终设计的光学系统成像质量良好，环境适应性强。

1 设计思路

一般来说，红外光学系统的波段跨度为μm级别，因此，在跨波段范围内玻璃的折射率将会发生相对较大的改变，通常由于折射率的改变会带来像面的改变，而像面要保证成像质量好，必须随之变换。同时，在温度变化下，由于热膨胀的影响，材料的形状将会发生改变，进而光线的偏折发生影响，像面像质都会受到影响。因此如何在温度变化以及波段变化的条件下均保证像面稳定且像质良好，是本设计的一个难点。同时，由于采用了制冷探测器，光学系统光阑置于后方，这样会带来彗差等轴外像差的问题［1－2］，这对像差校正也带来一定的难度。

冷光阑示意图如图1所示。……