朱承希，李 阳，施家明



基于光机热集成分析法的红外成像系统热设计

朱承希1，李 阳2，施家明1

（1. 中国科学院 上海技术物理研究所，上海 200083；2. 河南省轻工业学校，河南 郑州 450006）

由于红外成像光学的特殊性，温度是影响其成像质量的主要因素之一。针对一款红外成像系统，应用光机热集成分析法，就其在夏季室外工作环境下的成像质量展开综合分析，发现光机元件温度的梯度分布对系统引入无法校正的像差，降低系统成像质量。建立在仿真分析的基础上，本文有针对性地设计一种分布式散热系统，在降低系统整体温度的同时，使得光机元件的温度分布均匀化，提高其成像质量。

热设计；光机热集成分析；红外成像系统

0 引言

随着红外技术的不断进步，人们越发关注环境扰动对于红外成像系统的影响。在众多环境因素中，温度变化对其成像质量的影响尤为明显。室外工作的红外成像系统，因其工作周期长，工作环境复杂，多采用封闭式结构。环境温度、日照强度以及风力强度等诸多环境因素，以外部热源的形式和系统的内部热源相互作用，使系统内部温度上升，并产生非均匀性温度场，进而改变光机元件的几何与材料特性，最终降低系统的成像质量。

为研究环境因素对光学系统成像质量的影响，1981年，Jacob Miller等人首先提出光机热（TSO）集成分析方法的概念和步骤[1]。经过40余年的发展，目前欧美等发达国家己掌握了完备的分析、设计和试验技术，并将其大量应用到光学系统的设计中。……