长波红外显微成像光学系统的设计与仿真模拟

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长波红外显微成像光学系统的设计与仿真模拟

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来源：光学学报，发表时间：2019-12-06
作者：王宇   许阳阳   刘爱云   石旺舟   胡古今   牟浩   潘昌翊   Huiyong Deng   戴宁

摘要：针对像元尺寸为5050μm2的长波红外32×32元制冷型凝视焦平面阵列探测器的需要，本文设计了一种工作波长位于15-35μm的透射式显微成像光学系统。系统光路采用一次性成像方式且主要由系列透镜构成，冷光阑置于光路的出瞳位置。通过对称双胶合透镜组合来校正像差，在-20至40oC温度范围采用光学被动补偿技术实现消热像差。透镜由高光学透过率的KRS-5或CsBr材料制成。仿真模拟结果表明：当所设计的显微光学系统的中心波长、焦距、数值孔径、有效放大倍率和空间分辨率分别为27μm、为14mm、0.25、10和0.1mm时，在10 lp/mm特征频率处MTF的值达到0.36，像元的能量集中度超过80%，能够得到清晰可辨的物像，满足长波红外显微成像光谱仪对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。

关键词：长波红外； 双胶合透 ；显微成像 ；仿真模拟