上海光学仪器厂

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    上海光学仪器厂 五十年历史,重铸辉煌

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    上海光学仪器厂，曾经为发展民族工业，填补国内空白，奠定了国家光学工业的系列化， 并先后与德国蔡司-欧波同（ZEISS-OPTON）、徕卡（LEICA）等国际著名光学公司合作生产各类精密光学仪器。

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光学系统方案及系统参数计算

光学系统方案及系统参数计算
1、光学系统方案
使用两套投影系统是造成目标模拟器结构复杂的主要原因，所以要简化结构，必须实现主目标、干扰目标模拟器的共光路设计。而干扰目标投影系统的结构形式会直接影响共光路设计，有必要对其进行讨论。目前报道的点源干扰目标投影系统主要有两种结构形式，如图 1 所示。

图1（a）采用黑体模拟干扰目标，通过摆动摆镜来改变干扰目标在红外场景内的行进方向、行进速度和位置。由图可知，摆镜处于投影镜头的像方空间，若共光路设计，主目标投影系统会共享此摆镜，摆镜的摆动必然会使主目标发生偏移，最终导致主目标通道像质恶化，因此图 1(a)结构不适用于主目标、干扰目标模拟器的共光路设计。图 1(b)结构采用 MOS 电阻阵或 DMD 来模拟干扰目标，干扰目标的移动不再需要摆镜，从而解决了采用图 1(a)结构进行共光路设计时摆镜的干扰问题。但正如引言中所述，电阻阵质量大、模拟温度低，微透镜阵列器件需额外照明光路，因此，虽然图 1(b)结构可实现主目标、干扰目标模拟器的共光路设计，但不能够简化系统。

为解决以上矛盾，提出一种新型主目标/干扰目标共光路设计方案，此方案应用黑体/摆镜组合来模拟干扰目标，如图 2 所示。采用黑体作为干扰目标源，且摆镜处于镜头物方空间，有效解决了图 1(a)无法共光路设计、图 1(b)干扰目标源结构复杂、模拟温度低的问题。利用图 2 结构进行共光路设计，系统会出现主目标/干扰目标通道、摆镜摆动角度两种不同性质的多重结构。只有消除其中一维多重结构，才能对系统进行优化设计。摆镜摆动时，干扰目标运动到不同位置，等效于扩大了干扰通道的视场，因此可以通过扩大干扰通道视场的方法消除摆镜摆动这一维多重结构，如图 3(a)所

示：摆镜位置不动，其摆角为 0°和θ分别用像平面 A、B 两点代表，且两点处于同一平面。利用此方法后，可利用光学软件对系统进行优化设计。但系统在实际工作时的光路与设计时并不相同，见图 3(b)，摆镜由起始位置摆动θ后，黑体的镜像由 A′移动到 B′，两点并不在同一平面，而是存在一个轴向位移，即各个视场产生不同程度的离焦。

离焦量小于光学系统焦深时不会影响到光学系统性能，因此可以控制摆镜距黑体的距离 l 使离焦量小于系统焦深，从而解决摆镜摆动对系统实际工作性能的影响。综上可知，本方案在简化系统的同时，优化设计可行。

2、光学系统参数计算

 

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