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目录 1

绪论 1

第一章　红外光学系统的特点和设计原则 2

一、红外光学系统的特点 3

二、红外光学系统的设计原则 5

第二章　红外光学材料 6

一、红外光学材料的性能 6

1．晶体 8

二、红外光学材料的种类与使用范围 8

2．玻璃 25

3．塑料 33

三、常用红外光学材料的有关参数 38

参考文献 51

第三章　光学设计基础 53

一、几何光学的基本定律 53

1．符号规则 53

2．几何光学的基本定律 54

二、近轴光学 55

三、光学系统中光束的限制 63

1．光学系统中的光阑及其作用 63

2．孔径光阑和视场光阑 64

3．探测器与瞬时视场的关系 66

4．探测器与象点的关系 70

5．消杂光光阑 74

6．渐晕 75

7．焦深和景深 76

四、光学系统的象差 77

1．轴上点的单色象差——球差 78

2．彗差、正弦条件 80

3．场曲、轴外点球差 85

4．象散 86

5．畸变 88

6．色差 89

7．波象差 93

8．衍射 97

9．初级象差 101

五、光线追迹 114

1．近轴光线追迹 115

2．非近轴子午光线追迹 119

3．空间光线追迹 135

六、象差自动平衡概述 153

1．象差自动平衡中的数学手段 154

2．象差的选取和评价函数的选取 159

3．权因子的选取 160

4．阻尼因子和阻尼系数的选取 162

5．边界条件的处理 163

参考文献 168

第四章　红外物镜的设计 169

一、反射式物镜的设计 169

1．单反射镜 169

2．双反射镜 175

二、折-反射系统的设计 178

1．施密特系统 178

2．曼金折-反射镜 180

3．包沃斯-马克苏托夫系统 182

三、折射式物镜的设计 187

1．单薄透镜 188

2．组合透镜 198

参考文献 200

第五章　探测器光学系统的设计 201

一、场镜 201

二、浸没透镜 209

1．半球浸没透镜 211

2．超半球浸没透镜 212

三、光锥 214

1．空心光锥的设计 216

2．实心光锥的设计 218

四、场镜与光锥的组合 220

参考文献 222

第六章　扫描器 223

一、扫描器的种类 223

1．摆动的平面镜 224

二、常用的光机扫描器部件 224

2．旋转的45°平面反射镜 232

3．旋转的多面体反射棱镜 233

4．旋转的折射棱镜 239

5．旋转的齿状反射棱镜 244

6．旋转的折射光楔 246

7．其他扫描器 248

2．边界损失 251

3．重叠 251

1 视场形状与扫描图样的关系 251

三、扫描效率与限制扫描效率的因素 251

4．无信号区 252

5．扫描速度的恒定性 252

6．回程时间 252

7．余弦因子 252

四、各种扫描图形的产生 253

五、常用扫描器的性能比较 255

参考文献 258

第七章　反射系统实例 259

一、各类经典的反射系统 259

1．球面镜加平面镜系统 259

2．牛顿系统 261

3．格里高利系统 262

4．卡塞格林系统 262

5．SⅠ＝SⅡ＝0的双反射系统 263

6．SⅠ＝SⅡ＝SⅣ＝0的双反射系统 265

二、由SⅠ＝SⅡ＝0解得的各类共轴与非共轴双反射系统 267

1．F数变化时象质的变化情况 268

2．口径D变化时象质的变化情况 273

3．视场变化时象质的变化情况 277

4．遮挡比α变化时象质的变化情况 281

5．次镜放大倍数β变化时象质的变化情况 286

6．卡氏双反射系统偏心率e变化时象质的变化情况 290

7．经典的卡氏系统在e1＝1,e2＝3,2ω＝±3°时的象质情况 294

第八章　折-反射系统实例 296

一、同心系统 296

二、折-反射（制导头）系统 297

三、曼金组合系统 298

四、折-反射带校正透镜系统 300

五、主反射镜非球面化的折-反射系统 301

第九章　折射系统实例 303

一、单透镜 303

1．熔石英单透镜 303

2．硫化锌单透镜 304

3．硅单透镜 305

4．错单透镜 307

二、透镜组 308

1．两片式物镜 308

2．三片式物镜 315

3．多片式物镜 330

4．有限工作距离物镜组 337

参考文献 339

第十章 综合典型系统实例 340

一、红外跟踪光学系统 340

1．十字形多无跟踪器光学系统 341

2．带探测器光学系统的跟踪光学系统 342

二、红外热成象光学系统 348

1．由折-反射望远系统、八面外反射行扫描转鼓、平面摆动帧扫描镜、准直透镜组成的热成象仪光学系统 349

2．由有限工作距离成象系统、八面外反射行扫描转 352

鼓、平面摆动帧扫描镜、准直透镜组组成的热成 352

象仪光学系统 352

组、八面外反射行扫描转鼓与准直透镜组组成的 354

热成象仪光学系统 354

3．由折射成象物镜、平面摆动帧扫描镜、望远镜后 354

4．由折射物镜、内转鼓行与帧扫描器、准直透镜组组成的全透射热成象仪光学系统 356

5．由平面镜转动（或摆动）作物扫描、折射物镜与平面摆镜象扫描组成的热成象仪光学系统 358

三、红外遥感光学系统 360

1．十二通道的多光谱仪光学系统 360

2．高空红外相机光学系统 362

四、红外CCD成象光学系统 364

1．红外CCD成象中等视场系统 364

2．红外CCD成象大视场系统 365

五、红外测温光学系统 366