高变倍比红外连续变焦光学系统设计研究的任务书.docx

高变倍比红外连续变焦光学系统设计研究的任务书
任务书
一、选题背景
近年来，红外光学成像技术作为一种新型的成像技术，得到了越来越广泛的应用。在军事、航空、安防、医学等领域，红外光学成像技术都起到了重要作用。其中，红外光学系统是红外光学成像技术的核心部分。在红外光学系统中，倍率和焦段的选择对红外成像质量有着重要影响。因此，具备高变倍比的红外连续变焦光学系统受到了广泛关注。
二、选题意义
高变倍比红外连续变焦光学系统是一种可以实现多倍率和多焦段切换的光学系统，具有重要的应用价值。例如，在航空领域中，高变倍比的红外连续变焦光学系统可以允许远距离目标的定位和跟踪，较小距离范围内的目标获取以及远距离与近距离的焦点切换。在医学领域中，高变倍比的红外连续变焦光学系统可以实现对患者身体不同深度的检查，对医学影像的质量有着重要影响。因此，对于高变倍比红外连续变焦光学系统的设计和研究，具有重要的现实应用价值。
三、设计任务
本课题的设计任务是设计一种高变倍比红外连续变焦光学系统。具体任务如下：
1.确定系统的基本参数，包括波长范围、焦距范围、倍率范围等。
2.设计系统的光学结构，包括镜头、透镜、光栅等。需要对系统的折射率、曲率半径、物距、像距等参数进行计算和优化。
3.确定系统的机械结构参数。包括镜头和透镜之间的距离、焦点和视场等参数。
4.运用光学仿真软件对设计方案进行仿真。包括像差、MTF及分辨率、畸变、色差等方面的仿真分析。
5.搭建系统的实验平台，进行光学实验。通过实验，验证系统的实际光学性能。
四、设计要求
本课题的设计要求如下：
1.设计方案必须实际可行，满足实际应用的需求。
2.光学结构设计和机械结构设计必须符合理论计算和仿真分析的结果。
3.系统的光学性能必须优良，具备高分辨率、低像差、低畸变、低色散等特点。
4.设计方案需要进行可靠性分析，保证系统的长期稳定性和可靠性。
五、参考文献
[1]芦强，肖壮，赵宇辰,等.高倍变焦红外光学系统设计和性能分析[J].光学技术,2015,41(3):266-270.
[2]韩霆，张凤娥，邸洪涛,等.基于变曲率赛曼反射镜的高倍变焦红外光学系统设计[J].激光杂志,2017,38(1):128-134.
[3]王红军，曾晓东，樊鹏程,等.基于变形反射镜的高变倍比红外处理系统设计[J].机电工程,2017(2):70-74.
[4]马强，韩艳丽，石政,等.连续变焦光学系统设计及其焦段调整[J].光学技术,2018,44(5):305-308.
[5]柯弘，杨建奇.光学系统设计与应用[M].北京：科学出版社,2012.
[6]崔思芬，李保峰，耿运来.光学系统设计方法与应用[M].北京：中国图书出版社,2014.
六、考核方法
本课题的考核方式分为两部分。
1.中期成果报告。学生需要撰写一份中期成果报告，包括设计方案、光学仿真分析结果、实验平台搭建等内容。报告形式不限，建议采用英文撰写。中期成果报告所占比重为30%。
2.结题论文及答辩。学生需在规定时间内完成结题论文，撰写计算过程和结论，并进行答辩。结题论文所占比重为70%。