紅(hong)(hong)外(wai)光學系(xi)統(tong)是指工作于紅(hong)(hong)外(wai)光譜(pu)區的(de)光學系(xi)統(tong)。紅(hong)(hong)外(wai)光學系(xi)統(tong)包括接收目(mu)標(biao)自(zi)輻射或(huo)反射紅(hong)(hong)外(wai)信(xin)息的(de)光學系(xi)統(tong)和發射紅(hong)(hong)外(wai)信(xin)息的(de)光學系(xi)統(tong)。
紅外(wai)光學(xue)系統按其應用原理大致分為4類(lei)：
探測目(mu)標方位和距(ju)離(li)的紅外光學系統(tong)、如紅外測距(ju)儀、紅外搜索(suo)與跟蹤系統(tong)、紅外導引頭等。
探(tan)測(ce)目(mu)標溫差分布的紅外光學系統，如(ru)熱(re)像儀。
探測(ce)目標輻(fu)射通量(liang)和反射通量(liang)的紅(hong)外光(guang)學系(xi)統，如(ru)熱(re)輻(fu)射計。
發射紅(hong)外(wai)輻射的紅(hong)外(wai)光(guang)學(xue)系(xi)統，如紅(hong)外(wai)平行光(guang)管，CO2激光(guang)定向能系(xi)統等。
由于紅(hong)外光譜的(de)不可見性，前3類紅(hong)外光學系統必須與紅(hong)外探測器(qi)結(jie)合，才能得到(dao)應用。紅(hong)外光學系統廣(guang)泛應用于軍事、工農業生產、醫學和(he)空間技(ji)術等領(ling)域，并將隨著紅(hong)外探測器(qi)、紅(hong)外光學材料、系統設計、微型制冷器(qi)和(he)電(dian)子(zi)技(ji)術的(de)發展，得到(dao)更加廣(guang)泛的(de)應用。
紅(hong)外光學系統設計的原則
1，在設(she)計(ji)紅外(wai)(wai)光學系(xi)統時，紅外(wai)(wai)輻射能量是設(she)計(ji)者比較關心，也是整個(ge)系(xi)統關鍵的因素。
2，目前(qian)對(dui)于(yu)減小紅(hong)外光能損失的思路主要有兩個(ge)方面。
首先，紅外(wai)成像(xiang)系統利用感光(guang)面(mian)陣接收外(wai)界的(de)紅外(wai)輻(fu)射能量(liang)，再通過讀(du)出電路將電路中(zhong)的(de)模擬信(xin)號(hao)轉(zhuan)換成數字(zi)信(xin)號(hao)，在信(xin)號(hao)轉(zhuan)化過程中(zhong)會(hui)有大量(liang)能量(liang)損失(shi)，因此(ci)我們需(xu)要盡量(liang)的(de)簡化系統結構來(lai)提高能量(liang)的(de)轉(zhuan)化率。
其次，紅外光線在(zai)通(tong)過整個系(xi)統(tong)的(de)光學(xue)鏡頭時，紅外輻射能量會被晶體(ti)(ti)材料吸(xi)收導致整體(ti)(ti)紅外光透過率低。目前有效的(de)解(jie)決辦法是在(zai)鏡面(mian)表面(mian)鍍一些增(zeng)透膜，以(yi)此來提高紅外光的(de)透過率。
3，為了盡(jin)可能的(de)(de)接收(shou)到(dao)來自目標物的(de)(de)紅外輻(fu)射，需要在鏡片(pian)尺寸以及加工精度(du)的(de)(de)范圍(wei)內適當的(de)(de)擴大(da)光(guang)學系(xi)統(tong)的(de)(de)接收(shou)口徑和紅外探測器感光(guang)面的(de)(de)尺寸，以此來提高系(xi)統(tong)的(de)(de)靈敏度(du)。
4，在設(she)計中我們需要(yao)著重考慮系(xi)統(tong)各個部分之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)匹(pi)配(pei)問(wen)題，其(qi)中主要(yao)是光(guang)學系(xi)統(tong)與探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)匹(pi)配(pei)以及探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)與讀出電路之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)匹(pi)配(pei)問(wen)題。光(guang)學系(xi)統(tong)與探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)之(zhi)間(jian)(jian)要(yao)考慮系(xi)統(tong)空間(jian)(jian)分辨(bian)率(lv)、孔徑大小等條件，其(qi)中制(zhi)冷(leng)型的(de)(de)探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)還需要(yao)分析冷(leng)光(guang)闌的(de)(de)設(she)計位置，以此達到(dao)冷(leng)光(guang)闌100%的(de)(de)效率(lv)。另外制(zhi)冷(leng)型的(de)(de)探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)需要(yao)使(shi)用制(zhi)冷(leng)機(ji)進(jin)行降溫于此同時會引入大量(liang)的(de)(de)外界(jie)噪聲，因此紅外光(guang)學系(xi)統(tong)需要(yao)盡可能的(de)(de)提高(gao)抑制(zhi)噪聲的(de)(de)能力，提高(gao)系(xi)統(tong)的(de)(de)信噪比。
5，在設(she)計系(xi)統整體結(jie)構(gou)構(gou)造時(shi)應(ying)該充分合(he)理的(de)(de)利用(yong)整個(ge)感光面(mian)的(de)(de)面(mian)積，盡量使光斑(ban)在感光面(mian)上(shang)均勻成像，從各個(ge)方面(mian)提高系(xi)統的(de)(de)利用(yong)率。
6，紅外(wai)光(guang)學成(cheng)像中(zhong)熱(re)差(cha)是影響系(xi)統(tong)成(cheng)像的(de)(de)一個關鍵因素，在設計中(zhong)須(xu)重點考慮。其(qi)中(zhong)當探測(ce)器工作溫(wen)度(du)發(fa)(fa)生(sheng)變化(hua)時，透(tou)射(she)(she)式結構中(zhong)的(de)(de)鏡面的(de)(de)晶(jing)體材料折射(she)(she)率(lv)以及形狀會發(fa)(fa)生(sheng)顯著變化(hua)，導致系(xi)統(tong)的(de)(de)較好成(cheng)像像面發(fa)(fa)生(sheng)嚴重漂移。因此須(xu)要消除熱(re)差(cha)對系(xi)統(tong)成(cheng)像的(de)(de)影響，保證(zheng)系(xi)統(tong)在指定(ding)溫(wen)度(du)范圍(wei)內正(zheng)常工作運行。
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