长波红外显微成像光学系统的设计与仿真

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长波红外显微成像光学系统的设计与仿真

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来源：光学学报     发表时间：2020.06期
作者：王宇    许阳阳    刘爱云    石旺舟    胡古今    牟浩    潘昌翊    邓惠勇    戴宁

摘要：针对像元尺寸为50 μm×50 μm的长波红外32×32元制冷型凝视焦平面阵列探测器的需要,设计了一种工作波长位于15~35 μm的透射式长波红外显微成像光学系统。该系统采用一次性成像方式,且主要由系列透镜构成,其中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-20~40 ℃温度范围采用光学被动补偿技术实现消热像差。仿真结果表明,当所设计的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27 μm,14 mm,0.25,10和0.1 mm时,在10 lp·mm -1特征频率处调制传递函数(MTF)值达到0.369,系统包围圆能量集中度超过80%,能够得到清晰可辨的物像,满足对冷光学系统短结构、高分辨率的应用需求。
关键词:   光学设计;长波红外制冷型探测器;双胶合透镜组;显微成像光学系统;仿真模拟