[发明专利]中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统

说明书

技术领域

本发明属于红外测试领域，具体涉及一种中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统。

背景技术

近年来，红外光学系统在军事领域和民用工程得到了广泛的应用，但由于红外光学材料的折射率温度系数dn/dT较大，如常用的红外光学单晶锗的dn/dT为396×10^-4／℃，是可见光玻璃dn/dT的近80倍，因此随着环境温度的变化，红外光学材料的折射率、光学元件的曲率和厚度、零件间隔等都会发生变化，使红外光学系统产生热离焦，导致系统成像质量变差。

MTF（Modulation Transfer Function，调制传递函数）是目前分析镜头的解像力跟反差再现能力使用比较科学的方法，因此，在不同的温度中，对红外光学系统的调制传递函数的测量成为目前高精度红外光学系统研究的一个重要方向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统，该系统在不同的温度下对待测的红外镜头的MTF进行测量。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统，该系统包括：高低温箱、中继镜头和传感器；被测镜头和中继镜头的前组位于高低温箱内，中继镜头的后组和传感器位于高低温箱外；当光线通过高低温箱内入射进入被测镜头时，被测镜头所成的像通过中继镜头前组和中继镜头的后组传输，由传感器接收。

本发明的有益效果是：本发明用于被测件的高低温成像质量评估，根据使用要求设定不同的箱内温度，然后测得MTF值。其结构适中，测量范围大，测量精度高，使用寿命长。

附图说明

图1本发明中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统结构示意图。

图2本发明中继镜组调制装置。

图中：1、高低温箱，2、被测镜头，3、孔径光阑，4、像，5、中继镜头的前组，6、中继镜头的后组，7、杂光光阑，8、传感器，9、固定座，10、调焦环，11、导向销柱和12、动组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，中波红外镜头高低温调制传递函数测量系统，该系统包括：高低温箱1、孔径光阑3、杂光光阑7、中继镜头和传感器8；被测镜头2、孔径光阑3和中继镜头的前组5位于高低温箱1内，中继镜头的后组6和传感器8位于高低温箱1外；点光源和平行光管产生的平行光，当光线通过高低温箱1的窗口入射进入被测镜头2时，调节孔径光阑3改变系统F数（F number，相对孔径倒数），成像4于物面上，被测镜头2所成的像4通过中继镜头的前组5中继镜头的后组6传输，二次成像于像面上，适当调节杂光光阑7降低系统杂散光，最后由传感器8接收。

由于各种被测镜头2的出瞳位置和出瞳直径不同。因此，中继镜头必须能够改变自身的参数，使其能够适应不同被测镜头2，同时不能影响测试结果。可以通过改变中继镜头的前组5中继镜头的后组6间的轴向距离改变自身的出入瞳位置，满足测试需要。

中继镜头的后组6运动系统由固定座9、调焦环10、导向销柱11、动组12组成，如图2所示。导向销柱11固定在动组12上，固定座9上加工有长条孔，调焦环10上加工出螺旋槽，导向销柱11通过固定座9上的长条孔卡在调焦环10的螺旋槽内。用手转动调焦环10，导向销柱11沿着长条孔运动，从而达到调焦的目的。

中继镜头的前组5需要安放在高低温箱1内部，所以必须采用无热化结构设计。前组采用典型的 “硅-锗-硅-锗” 无热化结构设计。采用温度折射率系数小的硅作为正光焦度镜片，采用温度折射率系数大的锗作为负光焦度镜片。中继镜头的后组6安装在高低温箱1外部，但是后组也必须采用无热化结构设计。因为，实验室环境温度也不是一成不变的，红外镜头的成像质量对温度变化非常敏感。同时无热化测试时中继镜头的任何参数都不能改变，不能因为后组镜头自身的成像质量变化影响测试结果。后组也采用典型的 “硅-锗-硅-锗” 无热化结构设计。采用温度折射率系数小的硅作为正光焦度镜片，采用温度折射率系数大的锗作为负光焦度镜片。