Kompatybilność z detektorami o dużych formatach: Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na ultra-forformatowe teledetekcję w podczerwieni system optyczny musi być zaprojektowany w celu dostosowania wymagań obrazowania o wysokiej rozdzielczości, takich jak duże detektorów podczerwieni w rozdzielczości 4K.
Wysoka wydajność zatrzymania na zimno: Wykorzystaj zimny zatrzymanie chłodzonego detektora w podczerwieni jako zatrzymanie przysłony systemu, dążąc do 100% wydajności zatrzymania zimnego, aby poprawić zdolność pobierania promieniowania detektora i poprawić jakość obrazowania.
Szerokie pole widzenia (FOV) i niezakłócona konfiguracja: Osiągnij szerszy zakres obserwacji, unikając utraty światła i zbłąkanego światła spowodowanego przeszkodą, zapewniając integralność i jasność obrazowania.
Najwyższa jakość obrazowania: funkcja transferu modulacji systemu (MTF) musi spełniać określone kryteria we wszystkich dziedzinach widzenia, aby zagwarantować ostre obrazowanie dla praktycznych zastosowań.
Konfiguracja strukturalna
Kombinacja lustra: wtórna struktura obrazowania zwykle wykorzystuje jedno lustro asferyczne z rzędu i dwa lustra swobodne. Ta konfiguracja skutecznie koryguje aberracje i zwiększa wydajność obrazowania. Na przykład pierwotne lustro przyjmuje powierzchnię asferyczną równomiernego, podczas gdy lustra wtórne i trzeciorzędowe używają wielomianowych powierzchni wielomianowych xy. Elastyczność powierzchni swobodnych umożliwia korekcję aberracji generowanych pod dużymi FOV.
Przysłowa zatrzymanie i wychodzenie uczeń: Prawdziwy uczeń wyjściowy jest wyrównany z zimnym przystankiem, aby osiągnąć 100% wydajności zatrzymania zimnego. W niektórych projektach wtórne i trzeciorzędowe lustro przedstawiają otwór zatrzymujący się na pozycji pierwotnego lustra, nie tylko spełniając cel wydajności zimnego zatrzymania, ale także znacznie zmniejszając otwór podstawowego lustra i optymalizując zwartość systemu.
Kluczowe technologie
Zastosowanie powierzchni swobodnych: powierzchnie swobodne odgrywają kluczową rolę w rozszerzaniu FOV i korygowaniu aberracji. Na przykład XY wielomianowe powierzchnie swobodne na lusterkach wtórnych i trzeciorzędowych umożliwiają elastyczną regulację ścieżek światła w celu zrekompensowania aberracji pod dużymi FOV, zapewniając wysoką jakość obrazowania na wszystkich dziedzinach.
Projekt atermalizacji: Zajmij się wpływem wahań temperatury środowiska na jakość obrazowania poprzez atermalizację. Na przykład upewnij się, że MTF na wszystkich polach pozostaje powyżej progu w zakresie temperatury od -40 ° C do 60 ° C, gwarantując stabilną wydajność w różnych warunkach i poprawę zdolności adaptacyjnej i niezawodności systemu.
Korekta aberracji: oprócz korekcji powierzchni swobodnej optymalizuj układ i parametry systemu optycznego w celu uzyskania kompleksowej kontroli aberracji. Techniki takie jak teoria aberracji wektorowej i zasada Fermata są wykorzystywane do ustalenia początkowego niezakłóconego systemu swobodnego z korzystną jakością obrazowania, a następnie optymalizacji w celu zmniejszenia złożoności projektu i poprawy korekty.
Przykład projektowy
System zaprojektowany przez Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong i in. służy jako praktyczny przypadek. Z ogniskową 150 mm, działającym w zakresie długości fali 1,5–5 μm, liczbą F 5 i FOV o 30 ° × 25 °, system wykorzystuje grupy pierwotne z rzędu i xy wielomianowe lustra wtórne i trzeciorzędowe. MTF przy 25 LP/mm przekracza 0,4 we wszystkich dziedzinach, spełniając wymagania obrazowe detektorów podczerwieni o dużej formatu. Ten projekt z powodzeniem osiąga szeroką konfigurację FOV, niezakłóconą konfigurację, wysoką jakość obrazowania i kompatybilność z detektorami o dużych formatach, walidając skuteczność proponowanej metodologii.
Wniosek
Projekt ochłodzonego systemu optycznego o dużej formie o trzech mirrorach poza osiowych, wymaga kompleksowego rozważenia wielu czynników. Wybierając odpowiednie konfiguracje strukturalne, stosując kluczowe technologie i optymalizację za pomocą praktycznych przykładów, system może zaspokoić rosnące wymagania dotyczące rozdzielczości o wysokiej rozdzielczości, szeroko zakrojonej podczerwieni. W miarę postępu powiązanych technologii, oczekuje się, że takie systemy optyczne będą odgrywać większą rolę w różnych dziedzinach, przy czym przyszłe projekty ewoluują w kierunku wyższej wydajności, precyzji i zwartości.