小F数光学系统宽温域无热化设计
Year: 2025
Type: article
Abstract: 在宽温域应用场景中，传统光学系统往往难以维持稳定的成像质量，其主要原因在于常规无热化设计方法未能充分考虑玻璃材料在高温与低温下线胀系数与折射率温度系数的差异。针对这一问题，本文提出了一种面向宽温域的无热化设计方法，通过重建热像差建模过程，准确表征热像差随温度变化的非线性响应，进而筛选出在宽温域内综合热光焦度最小的玻璃材料组合，并结合镜筒材料热膨胀特性，有效抑制系统焦点漂移。设计验证中，构建了一套焦距为100 mm、F 数为2.2、视场角为 7°的光学系统。结果表明，在−30 °C至270 °C的温度范围内，该系统始终保持优异的成像性能：在全视场和全温度条件下，MTF（@56 lp/mm）均大于 0.5，弥散斑直径小于9 μm，且90%以上的能量聚焦在直径18 μm的包围圆内。上述结果充分验证了所提方法的有效性，为宽温域光学系统的无热化设计提供了有力支撑。同时，该方法具备良好的工程适应性，在复杂环境下的成像系统设计中展现出广阔的应用前景。
Source: Chinese Optics
Authors: Shuo CHEN, Yu PAN, Hong-yang LI, Yan-dong ZHANG, Bo LI, Han-shuang LI, Guo-chao GU, Ji-ze FAN, Xu ZHANG
Language: English
Subfield: Biomedical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: hybrid
OpenAlex ID: W4415116765
FWCI:
Cites:
Cited by:
Related to: