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基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究

李福巍 王鹏辉 张运强 潘国庆

李福巍, 王鹏辉, 张运强, 潘国庆. 基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究[J]. 红外技术, 2023, 45(4): 352-356.
引用本文: 李福巍, 王鹏辉, 张运强, 潘国庆. 基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究[J]. 红外技术, 2023, 45(4): 352-356.
LI Fuwei, WANG Penghui, ZHANG Yunqiang, PAN Guoqing. Research on Optical System of Laser-Guided Weapon Based on Optical Plastic[J]. Infrared Technology , 2023, 45(4): 352-356.
Citation: LI Fuwei, WANG Penghui, ZHANG Yunqiang, PAN Guoqing. Research on Optical System of Laser-Guided Weapon Based on Optical Plastic[J]. Infrared Technology , 2023, 45(4): 352-356.

基于光学塑料的激光制导武器光学系统研究

详细信息
    作者简介:

    李福巍(1982-),男,吉林人,硕士,高级工程师。研究方向是红外光学系统设计。E-mail: 15538866262@163.com

  • 中图分类号: TN249

Research on Optical System of Laser-Guided Weapon Based on Optical Plastic

  • 摘要: 随着光学塑料成型技术的不断发展,光学塑料透镜在各类光学系统中得到了广泛的应用。光学塑料具有便于大批量生产,设计灵活性高,重量轻和耐冲击等特点。本文进一步研究了光学塑料的特性,并结合激光制导武器光学系统的特点,分析光学塑料应用的可行性。在以上分析的基础上针对特定的光学系统参数,完成基于非球面光学塑料的光学系统设计,并对系统的光斑成像质量进行了分析,满足系统的使用要求。最后,针对光学塑料对温度变化比较敏感的问题,利用LightTools软件完成对激光制导武器探测系统的建模,分析不同温度环境下系统输出的和差比幅值偏差和角度的偏差,进一步验证光学塑料为系统带来的影响,确定其在光学系统中的适用性。
  • 图  1  大线性区光学系统设计

    Figure  1.  Design diagram of large linear region optical system

    图  2  大线性区光学系统成像光斑

    Figure  2.  Spots of the large linear region optical system

    图  3  不同视场时光斑在探测器上的分布

    Figure  3.  Spot on the detector at different fields of view

    图  4  探测系统模型

    Figure  4.  Model of the detection system

    图  5  不同温度时和差比幅值

    Figure  5.  The sum-difference amplitude at different temperature

    图  6  不同温度时角度偏差值

    Figure  6.  The angle deviation at different temperature

    图  7  小线性区光学系统设计

    Figure  7.  Design diagram of small linear region optical system

    图  8  小线性区光学系统成像光斑

    Figure  8.  Spots of the small linear region optical system

    表  1  材料性能对比

    Table  1.   List of material performance comparison

    Material n Dispersion ρ/(g⋅cm-3) CLTE 10-7-1 dn/dt 10-6-1
    PMMA 1.492 57.2 1.18 600 −106.3
    PC 1.585 29.9 1.25 680 −107
    E48R 1.531 55.8 1.01 600 −100
    480R 1.525 56.3 1.01 700 −100
    OKP-4 1.608 26.9 1.22 720 −130
    H-K9L 1.517 64 2.49 77 2.5
    H-ZF6 1.755 27 3.15 93 1.4
    Al2O3 1.683 5.5 3.98 56 50
    MgF2 1.354 13.4 3.18 107 19
    Silicon 3.424 257 2.33 39 159
    Germanium 4.021 108 5.33 61 424
    ZnS 2.249 104 4.09 67 40
    ZnSe 2.431 187 5.27 75 63
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    表  2  光学系统成像光斑在不同温度下的大小

    Table  2.   Spots size at different temperatures

    Spots size /mm
    −45℃ 20℃ 60℃
    0° Field 8.38 8.07 7.88
    5° Field 8.44 8.12 7.93
    10° Field 8.42 8.08 7.87
    15° Field 8.04 7.65 7.42
    20° Field 7.74 7.46 7.28
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-03
  • 修回日期:  2022-06-04
  • 刊出日期:  2023-04-20

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