КОМПОЗИЦИИ АТЕРМАЛИЗОВАННЫХ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ ИНФРАКРАСНЫХ ОБЪЕКТИВОВ

Приборы инфракрасной техники часто эксплуатируются в сложных условиях окружающей среды. В первую очередь это относится к температурному диапазону, который согласно требованиям может достигать ±60 °С. Исходя из этого одной из важных задач при проектировании объективов инфракрасных приборов является сохранение их основных характеристик при температурных колебаниях. Изменение температуры внутри объектива приводит к изменению конструктивных параметров оптической системы и как следствие к терморасфокусировке и появлению термоаберраций в изображении, что повлечет за собой резкое снижение частотных и энергетических характеристик системы. В статье рассмотрен вопрос компенсации влияния температурных полей на качество изображения фокусирующих узлов, работающих в инфракрасном спектральном диапазоне, для случая однородного распределения температуры в системе.

Устранение зависимости характеристик ИК-объективов от температуры целесообразно проводить на этапе проектирования фокусирующего узла путем использования методов атермализации. Рассмотрены результаты применения разработанной авторами методики пассивной оптической атермализации для проектирования инфракрасных объективов-триплетов и отмечены их преимущества по сравнению с неатермализованными аналогами. Предложены схемы термонезависимых трехкомпонентных объективов, работающих в дальнем инфракрасном диапазоне спектра 8–14 мкм, с матричными фотоприемниками. Приведены результаты анализа влияния изменения температурного поля на качество изображения как неатермализованных, так и атермализованных ИК-объективов. Рекомендуются комбинации оптических материалов и характеристики оптических систем для создания атермализованных объективов дальней инфракрасной области спектра. Приведена оптическая система триплета, рассчитанного на основе методики атермализации. 

1. Jamison, T. H. Athermalization of Optical Instruments from the Optomechanical Viewpoint / T. H. Jamison // Optical Design. – 1992. – Vol. CR43. – P. 131–159.

2. Jamison, T. H. Thermal Effects in Optical Systems / T. H. Jamison // Optical Engineering. – 1981. – Vol. 20, Nо 2 – P. 156–160.

3. Tejada, J. Passive Athermalization: Maintaining Uniform Temperature Fluctuations / J. Tejada // Photonics Handbook, May 2006. Optical Design. – 2006. – P. 341–345.

4. Латыев, С. М. Компенсация погрешностей в оптических приборах / С. М. Латыев. – Л.: Машиностроение, 1985. – 248 c.

5. Слюсарев, Г. Г. Методы расчета оптических систем / Г. Г. Слюсарев. – Л.: Машиностроение, 1969. – C. 273–285.

6. Кучеренко, О. К. Атермализация объективов тепловизоров в артиллерийских и танковых системах наблюдения и прицеливания / О. К. Кучеренко, А. В. Муравьёв // Артиллерийское и стрелковое вооружение. – 2011. – № 3. – С. 28–33.

7. Кучеренко, О. К. Ахроматизація та атермалізація об'єктивів інфрачервоної техніки / О. К. Кучеренко, О. В. Муравйов, В. М. Тягур // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2012. – № 5. – C. 114–117.

8. Кучеренко, О. К. Вплив температури на абераційні властивості об’єктивів / О. К. Кучеренко, О. В. Муравйов, Д. О. Остапенко // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2013. – № 1. – С. 99–105.

9. Тягур, В. М. Пассивная оптическая атермализация инфракрасного трехлинзового ахромата / В. М. Тягур, О. К. Кучеренко, А. В. Муравьёв // Оптический журнал. – 2014. – № 4. – С. 42–47.

10. Светосильный объектив для инфракрасной области спектра: пат. № 2449327 РФ: МПК G02B9/34 / М. Н. Сокольский, И. Е. Совз; дата публ.: 27.04.2012.