王烨菲，程艳萍，姚 园，李道京，于 潇

薄膜衍射消热差红外光学系统设计

王烨菲1,2，程艳萍1，姚 园1，李道京3，于 潇1

（1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033；2. 中国科学院大学，北京 100049；3.中国科学院空天信息创新研究院微波成像技术国家重点实验室，北京 100190）

设计了一种薄膜衍射消热差红外光学系统。此光学系统口径为200mm，焦距为200mm，相对孔径为1，全视场角为3°，工作波段为10.7～10.9mm。该系统采用薄膜衍射镜作为主镜，厚度为微米量级，具有口径大、重量轻的优点，解决了现有红外光学系统重量和口径无法调和的矛盾。利用含有衍射面的折衍混合透镜进行校正主镜带来的强色散，有效解决薄膜衍射主镜成像视场小、谱段范围窄等问题。采用薄膜衍射主镜、折衍混合透镜，很好地利用了衍射面良好的消热差特性，再结合透镜材料的选择，对光学系统消热差起到了良好的作用，并且，衍射面的使用为系统设计优化过程中增加了自由度。薄膜衍射消热差红外光学系统重量轻、成像质量好、消热差性能优良，在红外遥感成像探测领域具有良好的应用前景。

光学设计；衍射光学；薄膜；消热差

0 引言

红外光学系统在军事侦察、环境监测、资源调查等领域都具有广泛的应用。随着科学技术的不断进步，我国对成像质量高、体积小、重量轻的大视场红外遥感相机的需求越来越迫切。机载红外光学系统需要在有限的空间内实现良好的成像效果，因此机载红外光学系统面临的主要问题是体积、重量和口径无法调和的矛盾。……