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长波红外消热差镜头设计仿真与实验验证研究

目录

一、文档简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

二、长波红外光学系统理论分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.1长波红外光学系统成像特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2热差效应分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3消热差设计原理与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.4光学材料选择与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

三、长波红外消热差镜头结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1技术参数指标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.2光学系统初步结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.3结构优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.4光学系统边缘分辨率计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

四、长波红外消热差镜头热成像仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.1有限元热分析模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2应力与变形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3温度分布仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.4热变形对成像质量影响分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

五、长波红外消热差镜头性能仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.1像差理论分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.2光学系统性能仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

5.3像质评价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

六、长波红外消热差镜头样机加工与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

6.1样机加工工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

6.2镜头装配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

6.3性能测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

6.4实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

七、长波红外消热差镜头热特性实验验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

7.1镜头热特性测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

7.2温度分布测试结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

7.3应力与变形测试结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

八、长波红外消热差镜头综合评价与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

8.1研究结果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

8.2研究不足与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

8.3未来研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83

一、文档简述

本文档围绕“长波红外消热差镜头设计仿真与实验验证研究”展开，旨在解决长波红外波段光学系统在宽温度环境下因热