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介紹一種長(zhǎng)焦距、大相對(duì)孔徑微光夜視物鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)參數(shù)為焦距100mm,相對(duì)孔徑1/1.4,視場(chǎng)10°。為增大視距,減小物鏡尺寸和質(zhì)量,并且滿(mǎn)足在寬光譜范圍消色差的要求,選擇均為球面的折反式物鏡結(jié)構(gòu),在相同焦距和相對(duì)孔徑的條件下折反式系統(tǒng)比折射系統(tǒng)尺寸更小,質(zhì)量更輕。在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入曼金反射鏡,增加設(shè)計(jì)自由度。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到較好的成像質(zhì)量,空間頻率在50lp/mm時(shí),軸上傳遞函數(shù)大于0.4,軸外傳遞函數(shù)大于0.2,與像增強(qiáng)器極限分辨率相匹配,全視場(chǎng)畸變小于2%,物鏡總長(zhǎng)達(dá)到67mm。
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為使頭盔微光夜視鏡的重量更輕,同時(shí)保證其較好的成像性能,分析了光學(xué)塑料的特性及其加工,通過(guò)引入高次塑料非球面,設(shè)計(jì)了含有3個(gè)高次塑料非球面的6片式微光夜視物鏡。該物鏡具有大視場(chǎng)(40°)、小F數(shù)(F/1.25)、小畸變(1%)的特點(diǎn),光學(xué)傳遞函數(shù)在空間頻率40 lp/mm時(shí),軸上傳函≥0.6,軸外傳函≥0.4,滿(mǎn)足微光夜視物鏡成像要求。相對(duì)具有同樣性能的傳統(tǒng)物鏡系統(tǒng),總長(zhǎng)41 mm,為傳統(tǒng)物鏡的82.6%,重量13.3 g,僅為傳統(tǒng)物鏡的32.7%。為頭盔式微光夜視系統(tǒng)減重設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的參考思路。
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