紅外變焦系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛,成為當前紅外技術(shù)的一個熱門課題。紅外變焦系統(tǒng)的出現(xiàn)是建立在可見光變焦系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)上。本文在總結(jié)了可見光各種變焦形式和設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,提出了紅外變焦系統(tǒng)的設(shè)計方法,并理論推導(dǎo)了快速變焦系統(tǒng)的實現(xiàn)過程,得出快速變焦的必要條件。 紅外光線由于自身的特性,系統(tǒng)設(shè)計時還要考慮環(huán)境的影響,從而指導(dǎo)光學系統(tǒng)設(shè)計。環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在大氣衰減和熱漂移現(xiàn)象兩方面。

   紅外光線經(jīng)大氣傳輸時能量衰減很嚴重,文中分析了大氣傳輸特性,在研究了目標輻射特性基礎(chǔ)上計算了紅外系統(tǒng)的作用距離、確定了光學系統(tǒng)參數(shù)。熱漂移現(xiàn)象造成系統(tǒng)的像質(zhì)下降,文中提出了曲線擬合法和半導(dǎo)體制冷法來消除熱效應(yīng),并推導(dǎo)了使用溫度范圍。 用機械補償法、光學補償法各設(shè)計了長波、中波變焦系統(tǒng),研究了變焦系統(tǒng)像差動態(tài)平衡,給出了設(shè)計結(jié)果。從設(shè)計結(jié)果看,像面穩(wěn)定、像質(zhì)良好、凸輪曲線平滑。在環(huán)境溫度變化時用曲線擬合法對機械補償變焦物鏡進行無熱設(shè)計,從結(jié)果看傳遞函數(shù)沒有出現(xiàn)明顯下降,驗證了方法的正確性。